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金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)是指金属离子或金属簇与有机配体构建成的新型多孔材料。经过数十年的研究,大量的MOFs结构和应用得到报道。其中,杂化超微孔材料(hybrid ultramicroporous materials,HUMs)是金属有机框架的一种,结构上由无机阴离子配体和有机配体与金属配位构成,具有孔径尺寸小而且可调、孔壁的无机阴离子对气体有较强的作用力等特点,在气体吸附分离方面显示了良好的性质。其中,SIFSIX-3-M(M=Cu、Zn、Ni、Co等)系列材料作为杂化超微孔材料的一类,在室温条件下具有很强的气体吸附能力而被广泛的研究。把SIFSIX-3-M材料制备成金属有机框架膜,有望结合杂化超微孔材料的优点,在膜的分离方面显示出更好的效果。SIFSIX-3-M(M=Cu、Zn、Ni、Co等)是通过二价金属和吡嗪配位形成二维平面,由阴离子SiF62-(SIFSIX离子)做为柱撑与二维平面上的中心金属进行配位而形成的三维晶体材料。这种材料的特点是孔壁上的阴离子SiF62-与CO2、C2H2、H2S等气体分子具有强的作用力,而且SiF62-中的F原子限制了孔径大小构成了超微孔结构。这种材料的孔径和气体分子尺寸相近(N2、CO2、CH4等),这也进一步加强了与气体分子的作用力。尽管SIFSIX-3-M系列材料有良好的选择性气体吸附性质,但由于制备合成条件限制,目前很少有文献报道利用这种材料制备成膜进行气体分离。本论文选择两种的杂化超微孔材料SIFSIX-3-Cu和SIFSIX-3-Ni制备金属有机框架膜。SIFSIX-3-Cu和SIFSIX-3-Ni晶体具有孔径小及与CO2作用力强等优点,使得这种材料可以吸附CO2等动力学直径较大的气体分子,便于较小直径的H2通过,从而提高气体分离效果。但由于两种晶体材料的生长条件不同以及对CO2不同的吸附量和吸附焓,所得到的膜的质量不同。通过对温度、浓度、时间、溶剂等生长条件进行详细的调控,得到两种晶体的生长规律,最终成功制备了两种金属有机框架膜,并进行了单组份的气体分离测试。SIFSIX-3-Cu的制备过程中需要CuSiF6提供金属和无机阴离子配体,但CuSiF6价格昂贵,难以获得,制备成膜成本高昂。(NH4)2SiF6价格低廉,本文利用(NH4)2SiF6替代CuSiF6,并利用一种新的方法在大孔SiO2基底表面制备出SIFSIX-3-Cu,即先用(NH4)2SiF6修饰SiO2熔砂片,利用原位生长法制备出SIFSIX-3-Cu膜。我们还详细讨论了SIFSIX-3-Cu膜在不同溶剂、浓度、时间的生长规律。通过SEM表征,我们得到了生长致密的膜,膜厚度约为20μm。对SIFSIX-3-Cu膜进行了气体分离测试表明该膜具有良好的气体分离效果,并且在连续测试后各组分的渗透量基本不变,说明SIFSIX-3-Cu膜具有良好的稳定性。SIFSIX-3-Ni相比于SIFSIX-3-Cu在潮湿空气中仍有良好的稳定性。利用原位生长法可以控制SIFSIX-3-Ni膜在基底的生长,便于获得厚度较薄的膜。我们仍然利用(NH4)2SiF6对SiO2熔砂片进行修饰,然后原位在基底表面生长了一层致密的SIFSIX-3-Ni膜,并通过SEM详细探讨了膜在不同温度、浓度的生长规律,SIFSIX-3-Ni膜单组份气体分离表明具有良好的气体分离效果。这种膜制备方法为多晶膜的制备提供了一个新的思路。