【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种含有混合配体的mof-801分离膜、制备方法和醇水分离用途，属于膜分离材料。
技术介绍
1、金属有机框架(mof)具有丰富的功能性、可调的孔系统和大的表面积，已成为构建具有高分离性能的膜的有前途的构建块，尽管mof膜在分子分离领域取得了巨大成功，但相关研究主要集中在气体分离。然而，mof膜在液体分离，特别是醇脱水中的潜力尚未得到充分开发，主要是由于水稳定性不足，大多数mof材料在存在水的情况下会发生结构坍塌、。开发高价mof(例如，基于ti(iv)、zr(iv)和al(iii)的mof)膜可以有效地解决上述关键问题。它们通常由金属氧簇节点(次级构建单元[sbus])和羧酸盐配体通过硬酸-硬碱相互作用构建，从而形成更强的骨架。高价mof通常具有高连接性，一个典型的例子是zr-mof具有由zr6o4(oh)4(-co2)12sbu和12个配体之间的配位产生的面心立方(fcu)拓扑结构，理论连接性为12。高连接性提供了空间屏蔽，并使mof具有优异的稳定性，可以承受水分子的攻击。作为一种典型的高价zr-mof材料，mof-801具有优异的水吸附能力和可调的亚纳米孔结构，被认为是构建用于液体分离(如醇/水分离)的mof基膜的新的潜在候选者。mof-801膜从水中分离更小物质(例如，乙醇：)的潜在可能性尚未得到充分探索，可能是由于孔隙微环境(例如，尺寸)不足。
2、值得注意的是，精确控制孔隙微环境可以显著提高膜分子筛分能力。已经报道了许多调节孔隙微环境的策略，如合成后修饰、异质结构构建，而它们通常需要两个步骤才
技术实现思路
1、本专利技术通过混合配体策略从醇溶液中快速和选择性渗透水的mof-801膜的设计和工程化。将第二配体2-甲基富马酸(mes)引入mof膜形成的原始母液中，通过传统的水热方法原位调节孔隙微环境。所得到的具有所需孔径的mof-801膜显示出高度选择性的水渗透能力。系统地研究了第二配体对mof膜物理化学性质的影响。通过控制第二配体含量、醇的分子大小和操作条件(例如进料浓度、温度和操作时间)，通过渗透蒸发过程分离水/醇混合物来观察水渗透特性。
2、一种含有混合配体的mof-801分离膜，包括支撑层和选择分离层，其中选择分离层是由mof晶体材料所构成，所述的mof晶体材料是以zr作为金属中心，并以富马酸和2-甲基富马酸作为混合配体进行配位。
3、所述的2-甲基富马酸在总的配体中的摩尔百分比范围是10％-100％，优选20-40％。
4、上述的含有混合配体的mof-801分离膜的制备方法，包括如下步骤：
5、步骤1，将富马酸、2-甲基富马酸和锆源溶解于溶液中；
6、步骤2，将溶液与支撑体进行接触，并进行水热反应，结束后进行水洗烘干，得到分离膜。
7、所述的锆源是zrocl2。
8、所述的溶液是dmf和甲酸按照体积比20：1-10混合得到。
9、水热反应条件是70-90℃下1-30h。
10、锆源与总的配体之间的摩尔比范围是1：0.8-1.2。
11、上述的制备得到的含有混合配体的mof-801分离膜在醇水混合物分离中的用途。
12、所述的醇是指甲醇、乙醇、丙醇或者丁醇；醇水混合物中，水的质量百分比范围是10-95％。
13、有益效果
14、本专利技术通过混合配体策略构建可调mof-801膜用于醇脱水。通过将第二种配体2-甲基富马酸(mes)引入原始母液中，通过常规溶剂热法形成分离膜。插入的2-甲基富马酸配体缩小了原始mof-801膜的孔径大小，显著提高了尺寸筛选能力。结果表明，合成的mof-801-30％ch3膜在mes负载量为30％时表现出优异的分离性能，其超高总通量为5226g-1·m-2·h-1，分离因子为1281。
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1.一种含有混合配体的MOF-801分离膜，其特征在于，包括支撑层和选择分离层，其中选择分离层是由MOF晶体材料所构成，所述的MOF晶体材料是以Zr作为金属中心，并以富马酸和2-甲基富马酸作为混合配体进行配位。
2.根据权利要求1所述的含有混合配体的MOF-801分离膜，其特征在于，所述的2-甲基富马酸在总配体中的摩尔百分比范围是10％-100％，优选20-40％。
3.权利要求1所述的含有混合配体的MOF-801分离膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的含有混合配体的MOF-801分离膜的制备方法，其特征在于，所述的锆源是ZrOCl2；锆源与总的配体之间的摩尔比范围是1：0.8-1.2。
5.根据权利要求3所述的含有混合配体的MOF-801分离膜的制备方法，其特征在于，所述的溶液是DMF和甲酸按照体积比20：1-10混合得到。
6.根据权利要求3所述的含有混合配体的MOF-801分离膜的制备方法，其特征在于，水热反应条件是70-90℃下1-30h。
7.权利要求1所述的含有混合配
8.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，所述的醇是指甲醇、乙醇、丙醇或者丁醇。
9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，醇水混合物中，水的质量百分比范围是10-95％。
10.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，混合物的温度是10-60℃。
...【技术特征摘要】
1.一种含有混合配体的mof-801分离膜，其特征在于，包括支撑层和选择分离层，其中选择分离层是由mof晶体材料所构成，所述的mof晶体材料是以zr作为金属中心，并以富马酸和2-甲基富马酸作为混合配体进行配位。
2.根据权利要求1所述的含有混合配体的mof-801分离膜，其特征在于，所述的2-甲基富马酸在总配体中的摩尔百分比范围是10％-100％，优选20-40％。
3.权利要求1所述的含有混合配体的mof-801分离膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的含有混合配体的mof-801分离膜的制备方法，其特征在于，所述的锆源是zrocl2；锆源与总的配体之间的摩尔比范围是1：0.8-1.2。
【专利技术属性】
技术研发人员：刘公平，莫滨宇，刘国振，金万勤，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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