基于金属有机骨架ZIF-8功能化复合膜的制备及其在水处理方面的应用研究

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金属有机骨架(MOFs)是由金属离子和有机配体桥接形成的一类多孔材料。MOFs由于其较大的比表面积和可以调节的孔道结构被逐渐用到膜分离领域中。ZIF-8作为MOFs的一类,具有的优良的热稳定性和化学稳定性以及合成条件简单等优点,在膜分离方向具有很大的发展前景。由于ZIF-8固有的疏水性可能会限制分离膜的水通量,所以本文用廉价易得的天然多羟基化合物单宁酸修饰ZIF-8以提高ZIF-8的亲水性,随后通过界面聚合将亲水性的ZIF-8颗粒(T-ZIF-8)引入到聚酰胺层中制备亲水性ZIF-8纳米复合反渗透(TFN RO)膜。并通过SEM、XRD、FTIR等表征手段对T-ZIF-8以及亲水性ZIF-8 RO膜的形貌和理化性质进行了表征。通过膜性能测试装置对膜性能进行了测试。实验结果表明,当T-ZIF-8的添加量为0.005w/v%时,所制备的膜在对NaCl截留保持不变的情况下,通量是未添加T-ZIF-8的TFN RO膜的1.5倍。ZIF-8膜通常存在ZIF-8颗粒与基底结合力弱的问题,本文将ZnO颗粒添加到铸膜液中纺制ZnO-Al2O3杂化中空纤维膜。利用ZnO诱导法,在杂化膜外表面原位合成ZIF-8膜,以增强ZIF-8和载体的结合力,同时探究ZnO含量对膜的影响。在此基础上制备ZIF-8/SA复合中空纤维膜应用于染料分离。通过一系列表征和测试方法对各阶段所制备的膜进行了相应的表征和测试,实验结果表明,在添加量为10%ZnO所制备的ZnO-Al2O3杂化中空纤维膜基础上制备的复合膜在通量和截留方面均表现最佳。
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