一种金属有机框架ZIF‑8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的制备方法，它涉及一种分子筛气体分离膜的制备方法。本发明专利技术的目的是要解决现有金属有机框架分子筛膜大多由种子生长法制备，制备流程复杂，反应条件较为苛刻，难以大规模生产的问题。方法：一、制备含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液；二、制备2‑甲基咪唑水溶液；三、制备氧化铝支撑的杂化分子筛膜；四、将氧化铝支撑的杂化分子筛膜浸入到去离子水中，再进行晾干，再进行干燥得到金属有机框架ZIF‑8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜。本发明专利技术可获得一种金属有机框ZIF‑8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种分子筛气体分离膜的制备方法。
技术介绍
膜分离作为一种高效节能的新型分离方法，未来在环境工程，化学化工以及制药等领域有着重要的应用价值。其中分子筛膜由于其优良的稳定性和高效的分离效率而被广泛研究，新兴的具有许多孔结构的金属有机框架是合成新型分子筛膜的立项材料，然而目前的金属有机框架分子筛膜大多由种子生长法制备，制备流程复杂，反应条件较为苛刻，难以大规模生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有金属有机框架分子筛膜大多由种子生长法制备，制备流程复杂，反应条件较为苛刻，难以大规模生产的问题，而提供一种金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的制备方法。一种金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的制备方法，是按以下步骤完成的：一、制备含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液：将Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺溶解到去离子水中，再超声分散10min～30min，得到含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液；步骤一中所述的Zn(NO3)2.6(H2O)的质量与去离子水的体积比为(0.1g～0.2g):20mL；步骤一中所述的多巴胺的质量与去离子水的体积比为(0.015g～0.2g):20mL；二、将2-甲基咪唑溶解到去离子水中，再超声分散10min～30min，得到2-甲基咪唑水溶液；步骤二中所述的2-甲基咪唑的质量与去离子水的体积比为(2g～2.4g):20mL；三、将多孔阳极氧化铝模板固定于玻璃砂芯过滤器的滤芯上，再将含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液与2-甲基咪唑水溶液加入到过滤器的滤芯中，再在室温下静置反应8h～24h，得到氧化铝支撑的杂化分子筛膜；步骤三中所述的含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液与2-甲基咪唑水溶液的体积比为1:1；四、将步骤三中得到的氧化铝支撑的杂化分子筛膜浸入到去离子水中24h～48h，取出后再在空气中晾干，再放入温度为60℃～80℃的真空干燥箱中干燥12h～48h，得到金属有
机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜。本专利技术有益效果：一、本专利技术使用常温一步法制备的金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜是目前最为简便的金属有机框架分子筛膜，并结合了多巴胺的特性，具有高效的气体分离性能；二、本专利技术制备的金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的方法简单，节能高效，所制备的分离膜具有优异的轻质气体分离性能，可工业化生产，广泛应用于气体分离捕集领域；三、氢气通过本专利技术制备的金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的渗透通量大于700×10-10molm-2s-1Pa-1。本专利技术可获得一种金属有机框ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜。附图说明图1为实施例一制备的金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的表面SEM图；图2为实施例一制备的金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的截面SEM图；图3为XRD图，图3中1为纯ZIF-8的XRD曲线，2为施例一制备的金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的XRD曲线；图4为实施例一制备的金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的气体渗透通量曲线；图5为气体通量的理想柱状图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式是一种金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的制备方法是按以下步骤完成的：一、制备含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液：将Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺溶解到去离子水中，再超声分散10min～30min，得到含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液；步骤一中所述的Zn(NO3)2.6(H2O)的质量与去离子水的体积比为(0.1g～0.2g):20mL；步骤一中所述的多巴胺的质量与去离子水的体积比为(0.015g～0.2g):20mL；二、将2-甲基咪唑溶解到去离子水中，再超声分散10min～30min，得到2-甲基咪唑水溶液；步骤二中所述的2-甲基咪唑的质量与去离子水的体积比为(2g～2.4g):20mL；三、将多孔阳极氧化铝模板固定于玻璃砂芯过滤器的滤芯上，再将含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液与2-甲基咪唑水溶液加入到过滤器的滤芯中，再在室温下静置反应8h～24h，得到氧化铝支撑的杂化分子筛膜；步骤三中所述的含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液与2-甲基咪唑水溶液的体积比为1:1；四、将步骤三中得到的氧化铝支撑的杂化分子筛膜浸入到去离子水中24h～48h，取出后再在空气中晾干，再放入温度为60℃～80℃的真空干燥箱中干燥12h～48h，得到金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜。本实施方式所述的多孔阳极氧化铝模板购买自英国Whatman公司。本实施方式有益效果：一、本实施方式使用常温一步法制备的金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜是目前最为简便的金属有机框架分子筛膜，并结合了多巴胺的特性，具有高效的气体分离性能；二、本实施方式制备的金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的方法简单，节能高效，所制备的分离膜具有优异的轻质气体分离性能，可工业化生产，广泛应用于气体分离捕集领域；三、氢气通过本实施方式制备的金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的渗透通量大于700×10-10molm-2s-1Pa-1。本实施方式可获得一种金属有机框ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的Zn(NO3)2.6(H2O)的质量与去离子水的体积比为0.11g:20mL。其他步骤与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所述的多巴胺的质量与去离子水的体积比为(0.04g～0.1g):20mL。其他步骤与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中所述的多巴胺的质量与去离子水的体积比为(0.1g～0.2g):20mL。其他步骤与具体实施方式一至三相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中所述的
2-甲基咪唑的质量与去离子水的体积比为2.27g:20mL。其他步骤与具体实施方式一至四相同。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤三中所述的多孔阳极氧化铝模板的直径为13mm～47mm，孔隙率为60％。其他步骤与具体实施方式一至五相同。具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：骤三中所述的多孔阳极氧化铝模板的孔径为0.02μm～0.1μm。其他步骤与具体实施方式一至六相同。具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤三中所述的多孔阳极氧化铝模板的孔隙率为20％～60％。其他步骤与具体实施方式一至七相同。具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤一中所述的超声分散的功率为80W～100W。其他步骤与具体实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属有机框架ZIF‑8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的制备方法，其特征在于一种金属有机框架ZIF‑8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的制备方法是按以下步骤完成的：一、制备含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液：将Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺溶解到去离子水中，再超声分散10min～30min，得到含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液；步骤一中所述的Zn(NO3)2.6(H2O)的质量与去离子水的体积比为(0.1g～0.2g):20mL；步骤一中所述的多巴胺的质量与去离子水的体积比为(0.015g～0.2g):20mL；二、将2‑甲基咪唑溶解到去离子水中，再超声分散10min～30min，得到2‑甲基咪唑水溶液；步骤二中所述的2‑甲基咪唑的质量与去离子水的体积比为(2g～2.4g):20mL；三、将多孔阳极氧化铝模板固定于玻璃砂芯过滤器的滤芯上，再将含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液与2‑甲基咪唑水溶液加入到过滤器的滤芯中，再在室温下静置反应8h～24h，得到氧化铝支撑的杂化分子筛膜；步骤三中所述的含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液与2‑甲基咪唑水溶液的体积比为1:1；四、将步骤三中得到的氧化铝支撑的杂化分子筛膜浸入到去离子水中24h～48h，取出后再在空气中晾干，再放入温度为60℃～80℃的真空干燥箱中干燥12h～48h，得到金属有机框架ZIF‑8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜。...
【技术特征摘要】
1.一种金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的制备方法，其特征在于一种金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的制备方法是按以下步骤完成的：一、制备含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液：将Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺溶解到去离子水中，再超声分散10min～30min，得到含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液；步骤一中所述的Zn(NO3)2.6(H2O)的质量与去离子水的体积比为(0.1g～0.2g):20mL；步骤一中所述的多巴胺的质量与去离子水的体积比为(0.015g～0.2g):20mL；二、将2-甲基咪唑溶解到去离子水中，再超声分散10min～30min，得到2-甲基咪唑水溶液；步骤二中所述的2-甲基咪唑的质量与去离子水的体积比为(2g～2.4g):20mL；三、将多孔阳极氧化铝模板固定于玻璃砂芯过滤器的滤芯上，再将含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液与2-甲基咪唑水溶液加入到过滤器的滤芯中，再在室温下静置反应8h～24h，得到氧化铝支撑的杂化分子筛膜；步骤三中所述的含有Zn(NO3)2.6(H2O)和多巴胺的水溶液与2-甲基咪唑水溶液的体积比为1:1；四、将步骤三中得到的氧化铝支撑的杂化分子筛膜浸入到去离子水中24h～48h，取出后再在空气中晾干，再放入温度为60℃～80℃的真空干燥箱中干燥12h～48h，得到金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜。2.根据权利要求1所述的一种金属有机框架ZIF-8/聚多巴胺杂化分子筛气体分离膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的Zn(NO3)2.6(H...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵路，姜旭，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学宜兴环保研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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