公开(公告)号：US20080295691A1

公开(公告)日：2008-12-04

申请号：US11756988

申请日：2007-06-01

申请人： Chunqing Liu ,  Jeffrey J. Chiou ,  Stephen T. Wilson

发明人： Chunqing Liu ,  Jeffrey J. Chiou ,  Stephen T. Wilson

IPC分类号： B01D46/24

CPC分类号： B01D69/141 ,  B01D53/228 ,  B01D67/0006 ,  B01D69/125 ,  B01D2323/345 ,  B01D2325/02

摘要： The present invention discloses methods of separating gases using high performance UV cross-linked polymer functionalized molecular sieve/polymer mixed matrix membranes (MMMs) with either no macrovoids or voids of less than several angstroms at the interface of the polymer matrix and the molecular sieves. These UV cross-linked MMMs were prepared by incorporating polyethersulfone (PES) functionalized molecular sieves such as AIPO-14 and UZM-25 small pore microporous molecular sieves into a continuous UV cross-linkable polyimide polymer matrix followed by UV cross-linking. The UV cross-linked MMMs in the form of symmetric dense film, asymmetric flat sheet membrane, or asymmetric hollow fiber membranes have good flexibility, high mechanical strength, and exhibit significantly enhanced selectivity and permeability over polymer membranes made from corresponding continuous polyimide polymer matrices for carbon dioxide/methane and hydrogen/methane separations. The MMMs of the present invention are suitable for a variety of liquid, gas, and vapor separations.

摘要翻译： 本发明公开了使用高分子量UV交联聚合物官能化分子筛/聚合物混合基质膜（MMM）分离气体的方法，在聚合物基质和分子筛的界面处没有大孔或小于几埃的空隙。 这些UV交联MMM通过将聚醚砜（PES）官能化分子筛如AIPO-14和UZM-25小孔微孔分子筛掺入连续的可UV交联的聚酰亚胺聚合物基质中，然后进行UV交联来制备。 对称致密膜，不对称平板膜或不对称中空纤维膜形式的UV交联MMMs具有良好的柔韧性，高机械强度，并且在由相应的连续聚酰亚胺聚合物基质制成的聚合物膜上表现出显着增强的选择性和渗透性 二氧化碳/甲烷和氢气/甲烷分离。 本发明的MMM适用于各种液体，气体和蒸气分离。

公开(公告)号：US08915379B2

公开(公告)日：2014-12-23

申请号：US12879193

申请日：2010-09-10

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 ,  B01D53/22 ,  B01D67/00 ,  B01D71/62 ,  B01D71/82 ,  B01D69/00

CPC分类号： B01D53/228 ,  B01D67/0011 ,  B01D71/62 ,  B01D71/82 ,  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％。

公开(公告)号：US08394453B2

公开(公告)日：2013-03-12

申请号：US12904673

申请日：2010-10-14

申请人： Chunqing Liu ,  Stephen T. Wilson ,  Beth McCulloch

发明人： Chunqing Liu ,  Stephen T. Wilson ,  Beth McCulloch

IPC分类号： B05D5/00

CPC分类号： B01D67/0079 ,  B01D69/148 ,  B01D71/028 ,  Y02C10/10

摘要： Mixed matrix membranes that are capable of separation and purification of gas mixtures are disclosed. These membranes comprise polymers that include dispersed therein nanomolecular sieve particles. In a preferred embodiment, the nanomolecular sieve particles contain attached functional groups to prevent their agglomeration.

摘要翻译： 公开了能够分离和纯化气体混合物的混合基质膜。 这些膜包括分散在纳米分子筛颗粒中的聚合物。 在优选的实施方案中，纳米分子筛颗粒含有附着的官能团以防止其结合。

公开(公告)号：US08337598B2

公开(公告)日：2012-12-25

申请号：US12205552

申请日：2008-09-05

申请人： Stephen F. Yates ,  Matthew C. McGuirl ,  Tihomir G. Tonev ,  Chunqing Liu ,  Jeffrey Chiou ,  Amber Arzadon

发明人： Stephen F. Yates ,  Matthew C. McGuirl ,  Tihomir G. Tonev ,  Chunqing Liu ,  Jeffrey Chiou ,  Amber Arzadon

IPC分类号： B01D53/22

CPC分类号： B01D71/64 ,  B01D67/009 ,  B01D69/02 ,  B01D69/087 ,  B01D2323/345 ,  B01D2325/32 ,  Y10T428/249962 ,  Y10T428/249964

摘要： A thin film composite membrane comprises a core layer and a sheath UV-crosslinked polymer layer. The thin film composite membrane is produced by the co-extrusion of two polymer solutions. The core layer and the sheath layer can be separately optimized. The sheath layer may be UV-crosslinked to provide stability and selectivity at the desired operating temperature of the composite membrane.

摘要翻译： 薄膜复合膜包括芯层和护套UV交联聚合物层。 薄膜复合膜通过两种聚合物溶液的共挤出生产。 核心层和鞘层可以单独优化。 鞘层可以是UV交联的，以在复合膜的期望操作温度下提供稳定性和选择性。

公开(公告)号：US08318013B2

公开(公告)日：2012-11-27

申请号：US13329401

申请日：2011-12-19

申请人： Lubo Zhou ,  Chunqing Liu ,  Carlos A. Cabrera ,  Peter K. Coughlin

发明人： Lubo Zhou ,  Chunqing Liu ,  Carlos A. Cabrera ,  Peter K. Coughlin

IPC分类号： B01D61/36 ,  B01D71/62 ,  B01D53/22 ,  B01D63/00

CPC分类号： B01D53/228 ,  B01D67/0006 ,  B01D71/62 ,  B01D2256/16 ,  B01D2256/24 ,  B01D2257/504 ,  B01D2258/06 ,  B01D2323/30 ,  B01D2323/345 ,  Y02C10/10

摘要： The present invention involves the use of a multi-stage membrane system for gas, vapor, and liquid separations. In this multi-stage membrane system, high selectivity and high permeance or at least high selectivity polybenzoxazole membranes or cross-linked polybenzoxazole membranes are applied for a pre-membrane or both the pre-membrane and the secondary membrane. A primary membrane can be from conventional glassy polymers. This multi-stage membrane system can reduce inter-stage compression cost, increase product recovery and product purity for gas, vapor, and liquid separations. It can also save the cost compared to the system using all the high cost polybenzoxazole membranes or cross-linked polybenzoxazole membranes.

摘要翻译： 本发明涉及使用多级膜系统进行气体，蒸汽和液体分离。 在该多级膜系统中，对膜前或膜前和膜进行二次膜的预选择，高选择性和高渗透性或至少高选择性的聚苯并恶唑膜或交联聚苯并恶唑膜。 初级膜可以来自常规玻璃状聚合物。 这种多级膜系统可以降低气体，蒸汽和液体分离的阶段间压缩成本，提高产品回收率和产品纯度。 与使用所有高成本聚苯并恶唑膜或交联聚苯并恶唑膜的系统相比，还可以节省成本。

公开(公告)号：US08127937B2

公开(公告)日：2012-03-06

申请号：US12412633

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： B01D71/64 ,  B01D71/66 ,  B01D71/60 ,  B01D59/12 ,  B01D53/22 ,  B01D61/00

CPC分类号： B01D53/228 ,  B01D61/362 ,  B01D67/0006 ,  B01D71/62 ,  B01D2256/10 ,  B01D2256/24 ,  B01D2257/104 ,  B01D2257/108 ,  B01D2257/304 ,  B01D2257/504 ,  B01D2258/05 ,  B01D2258/06 ,  B01D2323/30 ,  Y02C10/10 ,  Y02C20/20

摘要： In the present invention high performance cross-linked polybenzoxazole and polybenzothiazole polymer membranes and methods for making and using these membranes have been developed. The cross-linked polybenzoxazole and polybenzothiazole polymer membranes are prepared by: 1) first synthesizing polyimide polymers comprising pendent functional groups (e.g., —OH or —SH) ortho to the heterocyclic imide nitrogen and cross-linkable functional groups in the polymer backbone; 2) fabricating polyimide membranes from these polymers; 3) converting the polyimide membranes to polybenzoxazole or polybenzothiazole membranes by heating under inert atmosphere such as nitrogen or vacuum; and 4) finally converting the membranes to high performance cross-linked polybenzoxazole or polybenzothiazole membranes by a crosslinking treatment, preferably UV radiation. The membranes can be fabricated into any convenient geometry. The high performance cross-linked polybenzoxazole and polybenzothiazole polymer membranes of the present invention are suitable for a variety of liquid, gas, and vapor separations.

公开(公告)号：US07915438B1

公开(公告)日：2011-03-29

申请号：US11901809

申请日：2007-09-18

申请人： Joseph B. Lambert ,  Chunqing Liu

发明人： Joseph B. Lambert ,  Chunqing Liu

IPC分类号： C07F7/08 ,  C07F7/12 ,  C07F7/18

CPC分类号： C08B37/0012 ,  C08G77/48 ,  C08G77/50 ,  C08G77/52 ,  C08L83/06 ,  C08L83/14

摘要： A new family of silicon-based polymers has been prepared in which organic host components are bound covalently. The polymer is a polysilsesquioxane matrix comprising, for example, hosts such as cyclodextrins (CD) or calixarenes (CX).

摘要翻译： 已经制备了新的硅基聚合物系列，其中有机主体组分共价键合。 聚合物是包括例如主体如环糊精（CD）或杯芳烃（CX））的倍半硅氧烷基质。

公开(公告)号：US20100242723A1

公开(公告)日：2010-09-30

申请号：US12412639

申请日：2009-03-27

申请人： Chunqing Liu ,  Man-Wing Tang

发明人： Chunqing Liu ,  Man-Wing Tang

IPC分类号： B01D53/22 ,  C08L79/08

CPC分类号： C08L79/08 ,  B01D71/64 ,  B01D71/82 ,  B01D2323/08 ,  B01D2323/30 ,  B01D2323/345 ,  C08G73/1039 ,  C08G73/1046 ,  C08G73/1064 ,  C08G73/22 ,  C08J5/2256 ,  C08J5/2275 ,  C08J2379/08 ,  C08J2481/06 ,  C08L79/04 ,  C08L81/06 ,  C08L2205/02 ,  C08L81/00 ,  C08L2666/20

摘要： The present invention discloses blend polymer membranes comprising thermally rearranged polymers derived from aromatic polyimides containing ortho-positioned functional groups and methods for making and using these blend polymer membranes. The blend polymer membranes described in the current invention are prepared by heat treatment of blend polymer membranes comprising aromatic polyimides containing ortho-positioned functional groups such as —OH or —SH groups. In some instances, an additional crosslinking step is performed to improve the selectivity of the membrane. These blend polymer membranes have improved flexibility, reduced cost, improved processability, and enhanced selectivity and/or permeability compared to the comparable polymer membranes that comprise a single polymer.

摘要翻译： 本发明公开了包含衍生自含有邻位官能团的芳族聚酰亚胺的热重排聚合物的混合聚合物膜以及制备和使用这些共混聚合物膜的方法。 本发明描述的共混聚合物膜通过热处理包含含有邻位置官能团如-OH或-SH基团的芳族聚酰亚胺的共混聚合物膜来制备。 在一些情况下，进行额外的交联步骤以改善膜的选择性。 与包含单一聚合物的可比较的聚合物膜相比，这些共混聚合物膜具有改进的柔性，降低的成本，改进的加工性，以及增强的选择性和/或渗透性。

公开(公告)号：US20100133190A1

公开(公告)日：2010-06-03

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： B01D71/76 ,  B01D67/00 ,  B01D71/06 ,  B01D71/64 ,  C08J5/22

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％。

公开(公告)号：US07637983B1

公开(公告)日：2009-12-29

申请号：US11427834

申请日：2006-06-30

申请人： Chunqing Liu ,  Beth McCulloch ,  Stephen T. Wilson ,  Annabelle I. Benin ,  Mark E. Schott

发明人： Chunqing Liu ,  Beth McCulloch ,  Stephen T. Wilson ,  Annabelle I. Benin ,  Mark E. Schott

IPC分类号： B01D53/22

CPC分类号： B01D53/228 ,  B01D53/02 ,  B01D67/0079 ,  B01D69/148 ,  B01D71/00 ,  B01D71/56 ,  B01D71/64 ,  B01D2253/204 ,  B01J20/22 ,  B01J20/226 ,  B01J20/26 ,  B01J20/28026 ,  B01J20/28033 ,  B01J20/2808 ,  B01J2220/44

摘要： Metal-organic framework (MOF)-polymer mixed matrix membranes (MOF-MMMs) have been prepared by dispersing high surface area MOFs (e.g. IRMOF-1) into a polymer matrix (e.g. Matrimid 5218). The MOFs allow the polymer to infiltrate the pores of the MOFs, which improves the interfacial and mechanical properties of the polymer and in turn affects permeability. Pure gas permeation tests show the incorporation of 20 wt-% of IRMOF-1 in Matrimid 5218 polyimide matrix results in 280% improvement in CO2 permeability without a loss of CO2/CH4 selectivity compared to those of the pure Matrimid 5218 membrane. This type of MOF-MMMs has significantly improved gas separation performance with dramatically high CO2 permeability (>35 barrer) and higher than 29 CO2/CH4 selectivity at 50° C. under 100 psig pressure, which are attractive candidates for practical gas separation applications such as CO2 removal from natural gas.

摘要翻译： 已经通过将高表面积MOF（例如IRMOF-1）分散到聚合物基质（例如Matrimid 5218）中制备了金属 - 有机骨架（MOF） - 聚合物混合基质膜（MOF-MMM）。 MOFs允许聚合物渗透MOFs的孔隙，这改善了聚合物的界面和机械性能，进而影响渗透性。 纯气体渗透测试显示，与Matrimid 5218聚酰亚胺基质相比，掺入20wt％的IRMOF-1导致CO 2渗透率提高280％，而与纯Matrimid 5218膜相比，CO 2 / CH 4选择性降低。 这种类型的MOF-MMM具有显着改善的气体分离性能，在100psig压力下，在50℃下具有显着高的CO 2渗透性（> 35巴勒）和高于29 CO 2 / CH 4选择性，这是实际气体分离应用的有吸引力的候选物 作为从天然气中去除二氧化碳。