聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法及杂化膜技术

本发明专利技术提供一种聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法及杂化膜，其中，制备方法利用金属

【技术实现步骤摘要】
聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法及杂化膜


[0001]本专利技术涉及膜分离领域，具体涉及一种聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法及杂化膜。

技术介绍

[0002]超滤技术可以有效去除水中微生物、胶体、藻类和大分子有机物，在饮用水深度处理中具有处理效率高、出水水质水量稳定、占地面积小、生物安全性高、环境友好等优势，是一种新型且高效的水处理技术。超滤膜是超滤技术的核心，用于水处理中的超滤膜大部分是有机材质，存在着“渗透性
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选择性”平衡上限，会导致膜通量及截留率水平受限，即增加膜通量的同时，必然会引起膜选择性能的下降，反之亦然。这影响着膜的产水效率，最终导致膜水厂的建设投资费用高、运行能耗大和产水成本高，严重限制了超滤工艺的推广应用。

技术实现思路

[0003]针对现有超滤膜中，或存在渗透通量低、或亲水性差、或不稳定、或污染严重等问题，本专利技术提供一种聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法及杂化膜。
[0004]本专利技术提供了一种聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：S1、制备单分散的UiO
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66金属
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有机框架复合物材料或UiO
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66
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NH2金属
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有机框架复合物材料；S2、将单分散的UiO
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66金属
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有机框架复合物材料或UiO
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66
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NH2金属
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有机框架复合物材料与致孔剂粉末和溶剂制成悬浮液，并进行超声破碎处理；S3、将悬浮液与聚偏氟乙烯(PVDF)粉末充分溶解形成铸膜液，并在真空条件下静置脱泡；S4、将铸膜液在玻璃板上刮涂成液膜；S5、将液膜在空气中静置预蒸发后，浸入作为凝固浴的N,N
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二甲基乙酰胺的水溶液中进行相分离，分离后的PVDF共混膜放入去离子水中浸泡，得聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜。
[0005]在本专利技术提供的聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：在步骤S1中，UiO
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66金属
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有机框架复合物材料的制备包括以下步骤：(1)称取147
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152mg氯化锆、104
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108mg对苯二甲酸、8
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12mL冰乙酸、6
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10mL水，超声溶解于70
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90mL N,N
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二甲基甲酰胺，形成前驱液；(2)将所述前驱液转移到聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，置于烘箱中充分反应后，将所述反应釜取出冷却至室温；(3)将所述反应釜中的溶液转移至离心管，并用高速离心机进行分离沉淀，然后用N,N
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二甲基甲酰胺和甲醇分别洗涤后置于鼓风干燥箱，将沉淀烘干成粉末；(4)将所述粉末置于真空烘箱干燥进一步去除溶剂，得到单分散的所述UiO
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66金属
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有机框架复合物材料。
[0006]在本专利技术提供的聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：在步骤S1中，UiO
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66
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NH2金属
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有机框架复合物材料的制备包括以下步骤：(1)称取147
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152mg氯化锆、113
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118mg对2
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氨基苯二甲酸、2
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4mL冰乙酸，超声溶解于70
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90mL N,N
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二甲基甲酰胺，形成前驱液；(2)将所述前驱液转移到聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，置于烘箱中充分反应后，将所述反应釜取出冷却至室温；(3)将所述反应釜中的溶液转
移至离心管，并用高速离心机进行分离沉淀，然后用N,N
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二甲基甲酰胺和甲醇分别洗涤后置鼓风干燥箱，将沉淀烘干成粉末；(4)将所述粉末置于真空烘箱干燥进一步去除溶剂，得到单分散的所述UiO
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66
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NH2金属
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有机框架复合物材料。
[0007]在本专利技术提供的聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：UiO
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66金属
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有机框架复合物材料或UiO
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66
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NH2金属
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有机框架复合物材料的粉末粒径为50～200nm。
[0008]在本专利技术提供的聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：UiO
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66金属
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有机框架复合物材料或UiO
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66
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NH2金属
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有机框架复合物材料在步骤S2中的添加量浓度为1
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3wt％。
[0009]在本专利技术提供的聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：致孔剂粉末为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或甘油，浓度为1～3wt％。
[0010]在本专利技术提供的聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：溶剂为N,N
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二甲基甲酰胺、二甲亚砜或N,N
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二甲基甲乙酰胺。
[0011]在本专利技术提供的聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：聚偏氟乙烯粉末的添加量浓度为15～25wt％。
[0012]在本专利技术提供的聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：凝固浴中N,N
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二甲基乙酰胺与水的比例为1：10，液膜在凝固浴中的固化温度为28
±
1℃，固化时间为10min。
[0013]本专利技术还提供了一种采用上述制备方法制备而成的聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜。
[0014]专利技术的作用与效果
[0015]根据本专利技术所涉及的聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法及杂化膜，其中，制备方法利用金属
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有机框架复合物具有发达的内部孔隙、易功能化、结构形态种类众多、与聚合物基体相容性好的特点，通过共混改性的方法将单分散的UiO
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66或UiO
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66
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NH2金属
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有机框架复合物材料引入到PVDF膜基质中，可有效地调整膜孔形状及尺寸，制备具有高渗透选择性的杂化超滤膜。该制备方法简单易行，成本低，对于杂化超滤膜的开发具有重要意义。制备的聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜对饮用水中的有机物具有较高的截留率，抗污染性能较好，可应用于生活污水的中水回用和饮用水的深度处理。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的实施例1中聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法的步骤示意图；
[0017]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备单分散的UiO
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66金属
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有机框架复合物材料或UiO
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66
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NH2金属
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有机框架复合物材料；S2、将单分散的所述UiO
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66金属
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有机框架复合物材料或所述UiO
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66
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NH2金属
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有机框架复合物材料与致孔剂粉末和溶剂制成悬浮液，并进行超声破碎处理；S3、将所述悬浮液与聚偏氟乙烯粉末充分溶解形成铸膜液，并在真空条件下静置脱泡；S4、将所述铸膜液在玻璃板上刮涂成液膜；S5、将所述液膜在空气中静置预蒸发后，浸入作为凝固浴的N,N
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二甲基乙酰胺的水溶液中进行相分离，分离后的PVDF共混膜放入去离子水中浸泡，得所述聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜。2.根据权利要求1所述聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法，其特征在于：其中，在步骤S1中，所述UiO
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66金属
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有机框架复合物材料的制备包括以下步骤：(1)称取147
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152mg氯化锆、104
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108mg对苯二甲酸、8
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12mL冰乙酸、6
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8mL水，超声溶解于70
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90mL N,N
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二甲基甲酰胺，形成前驱液；(2)将所述前驱液转移到聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，置于烘箱中充分反应后，将所述反应釜取出冷却至室温；(3)将所述反应釜中的溶液转移至离心管，并用高速离心机进行分离沉淀，然后用N,N
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二甲基甲酰胺和甲醇分别洗涤后置于鼓风干燥箱，将沉淀烘干成粉末；(4)将所述粉末置于真空烘箱干燥进一步去除溶剂，得到单分散的所述UiO
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66金属
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有机框架复合物材料。3.根据权利要求1所述聚偏氟乙烯基金属有机框架杂化膜的制备方法，其特征在于：其中，在步骤S1中，所述UiO
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66
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NH2金属
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有机框架复合物材料的制备包括以下步骤：(1)称取147
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152mg氯化锆、113
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118mg对2
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【专利技术属性】
技术研发人员：于水利，唐竟文，李平，高学睿，朱永秀，白成玲，顾正阳，杜白帆，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：