СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО СЛОЯ ИЗ БЕМИТА С ПОЛИИМИДНЫМИ МЕМБРАНАМИ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ

1. Мембрана (10) для разделения газов, включающая пористую подложку (32, 34), по существу сплошной полиимидный мембранный слой (38) и один или более слоев наночастиц бемита, нанесенных между пористой подложкой (32, 34) и полиимидным мембранным слоем (38), с образованием связующего слоя (36), где полиимидный мембранный слой (38) имеет толщину (48) примерно 100 нм или менее.
2. Мембрана (10) для разделения газов по п.1, в которой связующий слой (36) обеспечен для того, чтобы улучшить адгезию полиимидного мембранного слоя (38) к пористой подложке (32, 34).
3. Мембрана (10) для разделения газов по п.1, в которой наночастицы бемита по существу имеют диаметр примерно от 40 нм до 60 нм.
4. Мембрана (10) для разделения газов по п.1, в которой один или более слоев наночастиц бемита образуют связующий слой (36) на пористой подложке (32, 34).
5. Мембрана (10) для разделения газов по п.1, в которой полиимидный мембранный слой (38) имеет толщину (48) примерно от 20 нм до 100 нм.
6. Мембрана (10) для разделения газов по п.1, имеющая коэффициент селективности по водороду относительно диоксида углерода более примерно 4,7, а проницаемость по водороду составляет более примерно 10 ед. газопроницаемости.
7. Мембрана (10) для разделения газов по п.1, имеющая проницаемость по водороду более примерно 350 ед. газопроницаемости при 250°С.
8. Мембрана (10) для разделения газов по п.1, имеющая коэффициент селективности по водороду относительно диоксида углерода более примерно 5.
9. Способ (50) изготовления мембраны (10) для разделения газов, включающий нанесение (56) одного или более слоев наночастиц бемита на конструкцию пористой подложки с образованием связующего слоя (36), нанесение (58) предшественника полиимида на связующий слой (36) и проведение термообработки (58) связующего слоя (36) и предшественника полиимида при температуре примерно 300°С или ниже с образованием полиимидного мембранного слоя (38), при этом полиимидный мембранный слой (38) имеет толщину (48) примерно 150 нм или меньше.
10. Способ по п.9, в котором конструкция подложки (32, 34) содержит пористую керамическую или металлическую подложку, имеющую размер пор менее примерно 40 нм.
11. Способ по п.9, в котором на конструкцию пористой подложки (32, 34) наносят один или более слоев частиц бемита с использованием влажного способа обработки, включая нанесение покрытия центрифугированием, погружением или распылением.
12. Способ по п.9, в котором связующий слой (36) имеет толщину (46) примерно от 50 нм до 400 нм.
13. Способ по п.9, в котором термообработку связующего слоя (36) и предшественника полиимида для формирования полиимидного мембранного слоя (38) проводят при температуре примерно от 200°С до 300°С.
14. Способ по п.9, в котором полиимидный слой (38) имеет толщину (48) примерно от 20 нм до 100 нм.
15. Способ по п.9, в котором предшественник полиимида включает раствор полиаминовой кислоты.