【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种内压式mof基中空纤维复合膜组件的制备方法，属于膜分离。
技术介绍
1、目前碳中和已成为减少全球能源消耗和环境污染的重要手段。膜分离技术因其具有能耗低、分离条件温和、操作方便，占地面积小等优点已被广泛用于水处理气体分离等领域。以渗透汽化，气体分离等膜分离技术为代表的分子分离技术是实现碳中和目标的重要策略之一。作为膜分离技术的核心，膜材料的有效设计和制备是至关重要的。分子分离过程主要是基于组分在具有致密结构膜中溶解和扩散行为差异来实现目标分子分离。对于结构致密膜，常见聚合物膜因其较好的延展性，易加工，成本低等优点被广泛应用于分子分离膜的制备，但聚合物膜固有的渗透性和选择性之间的权衡效应限制了其在渗透汽化分离中的应用。
2、金属有机框架(mof)作为一种新兴的晶体材料，因其大的比表面积，规则的孔结构及较强的吸附能力被广泛应用于液体、气体分离以及催化等领域。近年来，研究者们对基于平板膜制备连续无缺陷的mof基膜做了大量深入且有意义的研究。常规的共混-涂覆方法所制备的膜分离层较厚，且存在mof填料团聚所引起的界面缺陷等问题。水-油界面合成已被证实可以制备薄的mof基膜，以降低分子分离过程的传质阻力，提升膜分离性能。li等人基于水-油界面在聚醚砜平板膜表面制备了mof膜并用于染料的有效去除(chemicacommunication,2015,51,918-920)。zhao等人利用水-油界面合成在聚醚砜平板膜表面制备了mof膜，随后在mof膜表面界面聚合制备聚酰胺膜。所制备的复合膜能够实现水中多种染料的去除(
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了在聚合物中空纤维膜内表面制备薄且连续均匀的高性能mof基分离膜，形成有益于分子分离的内压式mof基中空纤维膜组件。常规涂覆方法难以将铸膜液在具有曲面结构的中空纤维膜表面均匀涂覆形成薄且连续的分离层。在中空纤维膜内表面涂覆，铸膜液容易堵塞中空纤维膜腔体孔道，制备难度大。为了解决上述问题而提供的一种内压式mof基中空纤维复合膜组件及其制备方法。
2、本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。
3、本专利技术是一种内压式mof基中空纤维复合膜组件的制备方法，具体方法如下：
4、1)将聚合物中空纤维膜装填并胶封在管中，25℃下干燥24～48小时，得到中空纤维膜组件，聚合物中空纤维膜内部空间为膜组件管程，聚合物中空纤维膜与膜组件外壳之间的空间为膜组件壳程；
5、所述聚合物中空纤维膜为超滤膜或聚合物纳滤膜；
6、所述聚合物中空纤维膜中采用的聚合物为聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)或聚醚砜(pes)；优选为pvdf中空纤维膜；
7、2)按照每100ml去离子水对应0.5g～3g金属盐的比例关系，向去离子水中加入金属盐，在室温下搅拌10～40min使其充分溶解，得到溶液1；
8、所述金属盐选自锌和/或钴的硝酸盐、醋酸盐、氯化盐中的任意一种或多种按任意比例混合；
9、3)按照每100ml有机溶液1对应1g～5g有机配体的比例关系，向有机溶液1中加入有机配体，在室温下搅拌10～60min使其充分溶解，得到溶液2；
10、所述有机溶液1为正己烷、乙醇和甲醇的混合溶液，其中正己烷，乙醇，甲醇的体积比为100～40:1:1.5～2；
11、所述的有机配体为2-甲基咪唑、4,5-二氯咪唑、苯并咪唑中的任意一种或多种按任意比例混合；
12、4)分别在经步骤1)得到的中空纤维膜组件的管程和壳程中注入步骤2)得到的溶液1，静置0.5～2h，使得溶液1充满所述聚合物中空纤维膜的膜孔隙；然后排出管程中的溶液1，壳程中的溶液1作为后续界面合成提供金属来源，以保证mof层的有效制备；
13、5)向经步骤4)处理后的中空纤维膜组件管程中通入步骤3得到的溶液2，静置0.5～2h后，排出壳程中的溶液1和管程中的溶液2，在50～120℃下处理8h以上，得到内表面含有mofs晶种的中空纤维膜组件；
14、6)将步骤5)得到的含有mofs晶种的中空纤维膜组件再次重复步骤4)至步骤5)的操作处理1～20次，优选2～8次，得到中空纤维内表面生长mof层的中空纤维膜组件；
15、7)向有机溶液2中加入硅橡胶、交联剂和催化剂，搅拌0.5～2h，得到溶液3，有机溶液2、硅橡胶、交联剂和催化剂的质量比为1000～200：1～2：0.5～2：1；
16、所述有机溶液2选自正庚烷、正己烷、正戊烷中的任意一种或多种按任意比例混合；
17、所述硅橡胶为聚二甲氧基硅氧烷(pdms)、聚甲基辛基硅氧烷(poms)、聚三甲基硅-1-丙炔溶液(ptmsp)中的任意一种或多种按任意比例混合；
18、所述交联剂为正硅酸乙酯(teos)、苯基三甲氧基硅烷(ptmos)、辛基三甲氧基硅烷(otmos)、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(apteos)中的任意一种或多种按任意比例混合；
19、所述催化剂为二月桂酸二丁基锡(dbtdl)、二月桂酸二正辛基锡(dotdl)中的任意一种或二者的组合；
20、8)向步骤6)得到的中空纤维内表面生长mof层的中空纤维膜组件管程中通入步骤7)得到的溶液3，并将其置于0.01～0.05mpa的压力下处理10～60s后，排出溶液3，然后在70～90℃下热处理2～12h，对mof层的晶间缺陷进行修复，得到内压式mof基中空纤维复合膜组件。
21、有益效果
22、1：本专利技术优先利用界面合成在中空纤维膜内表面构本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内压式MOF基中空纤维复合膜组件的制备方法，其特征是具体方法如下：
2.如权利要求1所述的一种内压式MOF基中空纤维复合膜组件的制备方法，其特征是：所述聚合物中空纤维膜为PVDF中空纤维膜。
3.如权利要求1或2所述的一种内压式MOF基中空纤维复合膜组件的制备方法，其特征是：所述步骤6)中重复操作处理步骤4)和步骤5)的次数为2～8次。
【技术特征摘要】
1.一种内压式mof基中空纤维复合膜组件的制备方法，其特征是具体方法如下：
2.如权利要求1所述的一种内压式mof基中空纤维复合膜组件的制备方法，其特征是：所述聚合物中空纤维...
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