一种金属有机框架纳米片改性正渗透膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种金属有机框架纳米片改性正渗透膜及其制备方法与应用，将金属有机框架纳米片引入活性层制备的界面聚合过程中，在支撑层上原位形成含金属有机框架纳米片的聚酰胺活性层。由于合成金属有机框架纳米片所用有机配体为对苯二甲酸，使其具有优异的亲水性，相比于传统无机纳米材料，金属有机框架纳米片和聚酰胺膜有很好的兼容性，为正渗透膜聚酰胺活性层的传质提供额外孔道，在实际正渗透工艺中能进一步提升膜的水通量，在相同渗透压下有更高水通量，更低盐返混量，抗污染性能佳。

A Metal-Organic Frame Nanosheet Modified Positive Osmosis Membrane and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a metal-organic framework nanosheet modified positive osmosis membrane and its preparation method and application. The metal-organic framework nanosheet is introduced into the interfacial polymerization process of the preparation of the active layer, and the polyamide active layer containing the metal-organic framework nanosheet is formed in situ on the support layer. Because the organic ligand terephthalic acid is used to synthesize metal-organic frameworks nanosheets, it has excellent hydrophilicity. Compared with traditional inorganic nanomaterials, metal-organic frameworks nanosheets and polyamide membranes have good compatibility, providing additional channels for mass transfer of active layer of polyamide in positive osmosis membranes. In actual positive osmosis process, the water flux of the membranes can be further enhanced. Under osmotic pressure, it has higher water flux, lower salt backmixing and better anti-pollution performance.

【技术实现步骤摘要】
一种金属有机框架纳米片改性正渗透膜及其制备方法和应用
本专利技术属于膜分离
，具体涉及一种金属有机框架纳米片改性正渗透膜及其制备方法和应用。
技术介绍
正渗透膜作为一项新兴技术，相比于反渗透技术具备抗污染、低能耗的优势，在海水脱盐、废水处理、制药行业、航空航天等领域均有很好的应用前景。正渗透是利用高浓度汲取液产生高渗透压，迫使低浓度原料液透过半透膜的过程，该过程除却操作条件外，其处理效率(水通量和盐返混量)主要取决于膜材料本身。目前正渗透常用薄膜复合膜的形式，其结构由支撑层和活性层构成。向活性层中混入纳米材料(如碳纳米管、氧化石墨烯等)进行改性是近年常用于提升正渗透膜通量的方法，但由于这些纳米材料主要为无机材料，与聚酰胺(活性层主要成分)兼容性不佳，致使传统纳米材料改性正渗透膜的盐截留率降低，Js(盐返混量)/Jw(水通量)值增大。有最新研究发现(Environ.Sci.Technol.,2018,52(6),pp3556–3566)，正渗透膜表面的传质除却传统认为的溶质-扩散机理外，实质上其表面的微小孔径(～0.3nm)亦发挥着重要的过滤作用。可见，若能在聚酰胺层内加入一种多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.金属有机框架纳米片改性正渗透膜，其特征在于，所述正渗透膜由支撑层和活性层复合而成，且所述活性层位于所述支撑层多孔侧；其中，所述支撑层的结构为平板膜、管式膜或中空纤维膜中的一种；所述活性层含有多孔的金属有机框架纳米片。

【技术特征摘要】
1.金属有机框架纳米片改性正渗透膜，其特征在于，所述正渗透膜由支撑层和活性层复合而成，且所述活性层位于所述支撑层多孔侧；其中，所述支撑层的结构为平板膜、管式膜或中空纤维膜中的一种；所述活性层含有多孔的金属有机框架纳米片。2.根据权利要求1所述金属有机框架纳米片改性正渗透膜的制备方法，其特征在于，包括：将成膜聚合物和有机溶剂Ⅰ形成均匀的支撑层铸膜液，采用浸没沉淀相转化法将所述支撑层铸膜液平刮或纺丝得所述支撑层；其中，所述支撑层铸膜液中所述成膜聚合物的质量百分比为8-18wt％，剩余为所述有机溶剂Ⅰ，且质量百分比之和为100％；再将含有所述金属有机框架纳米片和均苯三甲酰氯的有机溶剂Ⅱ与间苯二胺水溶液在所述支撑层多孔侧表面上进行界面聚合反应，形成所述活性层，即得。3.根据权利要求2所述金属有机框架纳米片改性正渗透膜的制备方法，其特征在于，所述成膜聚合物为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯晴中的一种或二种及以上共混。4.根据权利要求2所述金属有机框架纳米片改性正渗透膜的制备方法，其特征在于，所述支撑层铸膜液中还含有质量百分比为1-8wt％的致孔剂，且所述致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚醋酸乙烯酯、氯化锂中的一种或二种及以上混合。5.根据权利要求2所述金属有机框架纳米片改性正渗透膜的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂Ⅰ为N，N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种或二种及以上混合；所述有机溶剂Ⅱ为正己烷。6.根据权利要求2-5任一项所述金属有机框架纳米片改性正渗透膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备支撑层：按照配比将所述成膜聚合物、或所述成膜聚合物和所述致孔剂的混合物于30-60℃下溶解于所述有机溶剂中8-12h，再在相同温度下干燥静置1天脱泡，形成所述支撑层铸膜液，将所述支撑层铸膜液平刮得平板膜结构的支撑层，或纺丝得管式膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志伟，戴若彬，王巧英，吴志超，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31