一种金属有机框架复合中间层正渗透膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于膜分离技术领域，具体公开了一种金属有机框架复合中间层正渗透膜及其制备方法；所述制备方法包括以下步骤：将SA/UiO

【技术实现步骤摘要】
一种金属有机框架复合中间层正渗透膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于膜分离
，特别涉及一种金属有机框架复合中间层正渗透膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]正渗透是重要的水处理工艺，与传统压力驱动的膜分离技术相比，正渗透不需要额外的能量输入，具有省能耗、低污染等优势。
[0003]目前，传统的正渗透膜往往具有较厚的聚酰胺(PA)分离层，这使得正渗透膜水通量显著降低(具体示例解释性的，传统的PA层厚度可达到111nm以上，产生高水渗透阻力)；另外，由于分离层在支撑层上通过水相单体与有机相单体界面聚合形成，支撑层具有较大的孔径，分离层易在支撑层孔隙处塌陷，形成非选择性的缺陷，影响正渗透膜的反向溶质截留性能。
[0004]随着纳米技术迅猛发展，研究者发现在复合正渗透膜中掺杂纳米材料，可有效提高水通量，改善分离浓缩效率；近年来，具有灵活可调微窗口结构的金属有机框架材料被广泛用作填料掺杂到复合膜的分离层以改善其分离浓缩性能。
[0005]上述这种将纳米材料掺杂到水相或有机相，获得包含纳米颗粒的分离层具有明显的缺陷，包括：
[0006](1)只有极少量的纳米材料能通过短暂界面聚合过程被负载，大量的纳米材料随剩余的水相或有机相被倾倒，造成纳米材料的损耗，并且少量负载的纳米材料对复合正渗透膜性能的提升也较为有限；
[0007](2)进一步提高有机相或水相中材料含量则易引发纳米材料团聚，从而在复合正渗透膜的分离层中引入裂缝等非选择性孔隙，严重影响分离膜的盐离子截留性能；
[0008](3)仅仅在水相或有机相中掺杂纳米材料对分离层结构的影响较小，胺单体在支撑层表面不受控扩散中，易形成较厚的分离层，影响分离浓缩效率。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种金属有机框架复合中间层正渗透膜及其制备方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术公开的技术方案，能改善传统正渗透膜水渗透性及反向溶质截留性差的技术问题，可规避传统的纳米材料掺杂膜改性方式所导致的纳米损耗的技术问题。
[0010]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]本专利技术实施例提供的一种金属有机框架复合中间层正渗透膜的制备方法，包括以下步骤：
[0012]将SA/UiO
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NH2混合溶液负载于尼龙支撑层表面，获得复合中间层；
[0013]在所述复合中间层的表面加入间苯二胺水相单体溶液和均苯三甲酰氯有机相溶液，使得间苯二胺与均苯三甲酰氯发生界面聚合反应并形成分离层，获得海藻酸钠/锆基金
属有机框架复合中间层正渗透膜。
[0014]本专利技术的进一步改进在于，所述SA/UiO
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NH2混合溶液的获取步骤包括：
[0015]将不同质量的UiO
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NH2纳米材料加入到配置好的一定体积的海藻酸钠溶液中分散均匀，获得所述SA/UiO
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NH2混合溶液。
[0016]本专利技术的进一步改进在于，所述UiO
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NH2纳米材料的获取步骤包括：
[0017]室温下，将四氯化锆和2
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氨基对苯二甲酸分散到N,N
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二甲基甲酰胺中进行超声，获得混合液；
[0018]将获得的混合液置于121℃的环境中反应，反应后冷却至室温，过滤得到沉淀物；将所述沉淀物清洗、抽滤、干燥，获得所述UiO
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NH2纳米材料。
[0019]本专利技术的进一步改进在于，每111mL所述SA/UiO
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NH2混合溶液中UiO
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NH2的质量为1.112g～1.115g。
[0020]本专利技术的进一步改进在于，所述将SA/UiO
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NH2混合溶液负载于尼龙支撑层表面形成复合中间层的步骤具体包括：
[0021]将SA/UiO
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NH2混合溶液通过真空抽滤的方式负载于尼龙支撑层表面形成复合中间层。
[0022]本专利技术的进一步改进在于，所述间苯二胺水相单体溶液的获取步骤包括：
[0023]将间苯二胺溶于去离子水中，获得所述间苯二胺水相单体溶液。
[0024]本专利技术的进一步改进在于，所述均苯三甲酰氯有机相溶液的获取步骤包括：
[0025]将均苯三甲酰氯溶于正己烷中，制备获得所述均苯三甲酰氯有机相溶液。
[0026]本专利技术的进一步改进在于，所述在所述复合中间层的表面加入间苯二胺水相单体溶液和均苯三甲酰氯有机相溶液，使得间苯二胺与均苯三甲酰氯发生界面聚合反应并形成分离层，获得海藻酸钠/锆基金属有机框架复合中间层正渗透膜的步骤具体包括：
[0027]在所述复合中间层的表面加入间苯二胺水相单体溶液进行浸泡，浸泡后去除多余溶液，获得晾干后的膜；
[0028]将均苯三甲酰氯有机相溶液加入所述晾干后的膜的表面，使得间苯二胺与均苯三甲酰氯发生界面聚合反应并形成分离层，获得海藻酸钠/锆基金属有机框架复合中间层正渗透膜。
[0029]本专利技术的进一步改进在于，所述在所述复合中间层的表面加入间苯二胺水相单体溶液和均苯三甲酰氯有机相溶液，使得间苯二胺与均苯三甲酰氯发生界面聚合反应并形成分离层，获得海藻酸钠/锆基金属有机框架复合中间层正渗透膜之后，还包括：
[0030]将获得的海藻酸钠/锆基金属有机框架复合中间层正渗透膜置于预设温度环境下进行热处理，以促进界面聚合反应。
[0031]本专利技术提供的一种金属有机框架复合中间层正渗透膜，采用本专利技术任一项上述的制备方法制备获得。
[0032]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0033]本专利技术具体公开了一种海藻酸钠/锆基金属有机框架复合中间层正渗透膜，这种构筑海藻酸钠/锆基金属有机框架复合中间层的方式，一方面基于中间层对于间苯二胺的滞留效应，加速界面聚合自终结，达到降低分离层厚度的目的；另一方面，中间层纳米级的孔隙可阻止其表面分离层的塌陷，避免形成非选择孔洞，因而这种海藻酸钠/锆基金属有机
框架复合中间层正渗透膜能改善传统正渗透膜水渗透性及反向溶质截留性差的技术问题，同时规避了传统的纳米材料掺杂膜改性方式所导致的纳米损耗问题。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1是本专利技术实施例提供的一种金属有机框架复合中间层正渗透膜的制备方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属有机框架复合中间层正渗透膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将SA/UiO
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NH2混合溶液负载于尼龙支撑层表面，获得复合中间层；在所述复合中间层的表面加入间苯二胺水相单体溶液和均苯三甲酰氯有机相溶液，使得间苯二胺与均苯三甲酰氯发生界面聚合反应并形成分离层，获得海藻酸钠/锆基金属有机框架复合中间层正渗透膜。2.根据权利要求1所述的一种金属有机框架复合中间层正渗透膜的制备方法，其特征在于，所述SA/UiO
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NH2混合溶液的获取步骤包括：将不同质量的UiO
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NH2纳米材料加入到配置好的一定体积的海藻酸钠溶液中分散均匀，获得所述SA/UiO
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NH2混合溶液。3.根据权利要求2所述的一种金属有机框架复合中间层正渗透膜的制备方法，其特征在于，所述UiO
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NH2纳米材料的获取步骤包括：室温下，将四氯化锆和2
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氨基对苯二甲酸分散到N,N
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二甲基甲酰胺中进行超声，获得混合液；将获得的混合液置于120℃的环境中反应，反应后冷却至室温，过滤得到沉淀物；将所述沉淀物清洗、抽滤、干燥，获得所述UiO
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NH2纳米材料。4.根据权利要求1所述的一种金属有机框架复合中间层正渗透膜的制备方法，其特征在于，每100mL所述SA/UiO
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NH2混合溶液中UiO
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NH2的质量为0.002g～0.005g。5.根据权利要求1所述的一种金属有机框架复合中间层正渗透膜的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺苗露，李玉爽，王磊，王琎，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：