高分子-金屬有機(jī)框架復(fù)合膜的制備及應(yīng)用.pdf

1、金屬有機(jī)框架材料(MOFs)作為一種新型的多孔材料，自從被發(fā)現(xiàn)以來，就得到了世界各國研究者的注意，發(fā)展速度非常驚人，該材料兼具了有機(jī)高分子和無機(jī)化合物的優(yōu)點(diǎn)，具有低密度、比表面積高、結(jié)構(gòu)和功能可設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，在磁性、熒光、非線性光學(xué)、吸附、分離和催化等方面顯示出巨大的應(yīng)用潛能。但是合成MOFs膜卻面臨著反應(yīng)條件苛刻，與載體材料結(jié)合力不強(qiáng)等問題。本文針對(duì)上述問題，在高分子膜能承受的溫和條件下，通過界面晶化法，在PVDF中空纖維膜外表面制備一

2、層MOFs功能層，根據(jù)MOF材料的種類和制備方法，本論文包括兩部分:
　　(1)以聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜為基膜，通過多次界面晶化法，交替將PVDF中空纖維膜浸入乙酸銅水溶液和均苯三甲酸乙醇溶液中，界面晶化制備得到Cu-BTC/PVDF復(fù)合膜。通過掃描電子顯微鏡觀察了復(fù)合膜的表面及截面形態(tài)結(jié)構(gòu)。通過紅外、XRD表征了PVDF表面所形成的Cu-BTC的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)，測試了PVDF/Cu-BTC復(fù)合膜對(duì)剛果紅染料的通量，

3、截留效果，以及在染料環(huán)境中的穩(wěn)定性，最后測試CO2和N2氣體通量和分離效果。從電鏡圖片，紅外以及XRD分析的結(jié)果中，可以說明界面聚合晶化法可以制備Cu-BTC/PVDF復(fù)合膜。結(jié)果表明隨著CuOAc和H3BTC濃度的增加Cu-BTC/PVDF復(fù)合膜對(duì)剛果紅染料的通量逐漸降低，隨著界面聚合次數(shù)的增加通量反而升高，對(duì)剛果紅染料有很高的截留率（高于95％）。復(fù)合膜對(duì)氣體的選擇性降低，等溫等壓下N2/CO2的分離系數(shù)最大為1.4。
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4、2)以聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜為基膜，將基膜兩端封死，重復(fù)多次利用真空將硝酸鋅水溶液引入基膜內(nèi)部，轉(zhuǎn)入2-甲基咪唑水溶液中晶化反應(yīng)制備得到ZIF-8/PVDF復(fù)合膜。通過掃描電子顯微鏡觀察了復(fù)合膜的表面及截面形態(tài)結(jié)構(gòu);通過紅外、XRD表征了PVDF表面所形成的ZIF-8的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)，測試了ZIF-8/PVDF復(fù)合膜對(duì)剛果紅染料的通量，截留效果，以及在染料環(huán)境中的穩(wěn)定性。從電鏡圖片，紅外以及XRD分析的結(jié)果中，可以說明界面