超高通量一维金属有机骨架纳米线膜的制备方法技术

技术编号：41158090 阅读：6 留言：0更新日期：2024-04-30 18:21

一种一维Ni‑MOF纳米线膜的制备方法，其包括，步骤S1.将145.4mgNi(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;.6H<subgt;2</subgt;O、27mgC<subgt;4</subgt;H<subgt;4</subgt;N<subgt;2</subgt;、667mgPVP K<subgt;40</subgt;、300mLDMF、100mL乙醇混合，制成Ni前驱体储备溶液；将400mg H<subgt;2</subgt;TCPP溶于400mL DMF中，搅拌预定时间，获得H<subgt;2</subgt;TCPP前驱体储备溶液；获得一维Ni‑MOF纳米线及浓度为200mg/L的I类一维Ni‑MOF纳米线储备液；取I类一维Ni‑MOF纳米线储备液用水稀释，获得浓度为0.5mg/L的II类一维Ni‑MOF纳米线分散液，将II类一维Ni‑MOF纳米线分散液真空抽滤至13mm的醋酸纤维树脂膜上，获得纳米线膜。本发明专利技术所述制备方法能获得通量高，能耗低的纳米线膜，且制备时间短，有效降低生产成本。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理，尤其涉及一种超高通量一维金属有机骨架纳米线膜的制备方法。

技术介绍

1、膜分离技术以其能耗低、效率高、工艺简单等优点，在水处理应用中被认为是当前最有效、最有发展前途的分离方法。然而，膜分离技术在实际应用中也存在着一些缺点和不足，膜分离通常在应用过程中需要额外压力操作且易堵塞膜孔。相比，吸附技术存在成本低、运行管理方便等优点，并能够在常压下分离，尤其在偏远地区具有更广泛的应用前景。现有的吸附材料存在吸附容量低、吸附速率慢、选择性差等问题。近年来，mofs作为新型高性能吸附材料，其孔隙率高、结构多样、易于表面功能化等优点，使得它在水处理领域受到了国内外研究者的广泛关注。国内外报道主要聚焦于水处理吸附中mof的粉末状投加应用，但该状态时的材料回收性较差。传统水中分离染料的方法主要依靠纳滤和反渗透膜技术，但是分离过程中往往通量低，能耗高。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本专利技术提出一种超高通量一维金属有机骨架纳米线膜的制备方法，其包括：

2、步骤s1.将145.4mgni(no3)2.6h2o、27mgc4h4n2、667mgpvp k40、300mldmf、100ml乙醇混合，制成ni前驱体储备溶液；

3、步骤s2.将400mg h2tcpp溶于400ml dmf中，搅拌预定时间，获得h2tcpp前驱体储备溶液；

4、步骤s3.将ni前驱体储备溶液和h2tcpp前驱体储备溶液以3:1的比例混合，设置反应温度为120℃，放入油

5、步骤s4.将一维ni-mof纳米线分散在水溶液中，获得浓度为200mg/l的i类一维ni-mof纳米线储备液；

6、步骤s5.取i类一维ni-mof纳米线储备液用水稀释，获得浓度为0.5mg/l的ii类一维ni-mof纳米线分散液，将ii类一维ni-mof纳米线分散液真空抽滤至13mm的醋酸纤维树脂膜上，获得纳米线膜。

7、所述醋酸纤维树脂膜的孔径为0.2μm。

8、步骤s5所述纳米线膜的负载率为1μg/mm2。

9、所述纳米线膜的厚度为0.3μm。

10、本专利技术另一方面还提供一种一维ni-mof纳米片膜的制备方法，其包括，

11、步骤p1.将145.4mgni(no3)2.6h2o、27mgc4h4n2、667mgpvp k40、300mldmf、100ml乙醇混合，制成ni前驱体储备溶液；

12、步骤p2.将400mg h2tcpp溶于400ml dmf中，搅拌预定时间，获得h2tcpp前驱体储备溶液；

13、步骤p3.将ni前驱体储备溶液和h2tcpp前驱体储备溶液以3:1的比例混合，设置反应温度为40℃，放入油浴锅加热16小时，得到固体粉末样品；将所述固体粉末样品用乙醇溶液洗涤，获得一维ni-mof纳米片；

14、步骤p4.将一维ni-mof纳米片分散在水溶液中，获得浓度为200mg/l的i类一维ni-mof纳米片储备液；

15、步骤p5.取i类一维ni-mof纳米线储备液用水稀释，获得浓度为0.5mg/l的ii类一维ni-mof纳米片分散液，将ii类一维ni-mof纳米片分散液真空抽滤至13mm的醋酸纤维树脂膜上，获得纳米片膜。

16、本专利技术另一方面还提供一种一维ni-mof纳米针膜的制备方法，其包括，

17、步骤s1.将145.4mgni(no3)2.6h2o、27mgc4h4n2、667mgpvp k40、300mldmf、100ml乙醇混合，制成ni前驱体储备溶液；

18、步骤s2.将400mg h2tcpp溶于400ml dmf中，搅拌预定时间，获得h2tcpp前驱体储备溶液；

19、步骤s3.将ni前驱体和h2tcpp前驱体储备溶液以3:1的比例混合，设置反应温度为80℃，放入油浴锅加热16小时，得到的固体粉末样品用乙醇溶液洗涤，获得一维ni-mof纳米针；

20、步骤p4.将一维ni-mof纳米针分散在水溶液中，获得浓度为200mg/l的i类一维ni-mof纳米针储备液；

21、步骤p5.取i类一维ni-mof纳米线储备液用水稀释，获得浓度为0.5mg/l的ii类一维ni-mof纳米片分散液，将ii类一维ni-mof纳米针分散液真空抽滤至13mm的醋酸纤维树脂膜上，获得纳米针膜。

22、不同形态(如一维到三维)的mofs在分离应用中具有不同的性能。低维mofs能够暴露的吸附活性位点比三维mofs材料更多。低维mofs材料具有较大的比表面积和丰富的可达活性位点，但是其尺寸大小通常为纳米级，造成吸附后固液分离十分困难，材料难回收，易产生二次污染问题，制约了其实际应用。因此，本专利技术结合膜技术和吸附技术各自的优势，将低维高效的mofs吸附材料制成吸附剂膜，大大提高膜的渗透通量，分离后易于回收，具有良好的应用前景。

23、本专利技术所述方法能获得通量高，能耗低的纳米线膜，且制备时间短，有效降低生产成本。

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【技术保护点】

1.一种一维Ni-MOF纳米线膜的制备方法，其特征在于，包括，

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述醋酸纤维树脂膜的孔径为0.2μm。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S5所述纳米线膜的负载率为1μg/mm2。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述纳米线膜的厚度为0.3μm。

【技术特征摘要】

1.一种一维ni-mof纳米线膜的制备方法，其特征在于，包括，

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述醋酸纤维树脂膜的孔径为0.2μm。

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【专利技术属性】
技术研发人员：简美鹏，田骁，洪琪，李海燕，谭朝洪，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：

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