金屬-有機框架（Metal-Organic Framewok,MOFs）代表了一類由有機配體與無機金屬節(jié)點構(gòu)筑的新型多孔納米結(jié)構(gòu)材料,其獨特的結(jié)構(gòu)特點使其在光電材料、催化、分離、與存儲等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。當(dāng)前,MOFs的研究熱點不僅聚集在新穎結(jié)構(gòu)的制備方面,且已擴展到探索它們的構(gòu)效關(guān)系和實際應(yīng)用等方面。聚偏氟乙烯（PVDF）是世界上應(yīng)用較為廣泛的聚合物之一,已在微濾、超濾等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)上對膜的分離效率提出了越來越高的要求,因此,尋找更優(yōu)秀的材料和更有效的分離催化途徑已日益成為研究的熱點。研究報道,MOFs與多孔膜的結(jié)合亦是提高分離膜滲透和分離性能的有效方法。因此,本論文將PVDF和MOFs相結(jié)合,分別制備了具有光催化性能的ZIF-8晶體膜、具有二氧化碳（CO₂）吸附能力的新型ZIF-8-PVDF復(fù)合材料以及用于染料廢水處理的ZIF-8/PVDF超濾膜,具體研究內(nèi)容如下:（1）通過采用二次生長法制備了ZIF-8晶體膜,將濾紙作為ZIF-8晶體膜的生長載體,2-甲基咪唑（HMIm）作為有機配體,六水合硝酸鋅[Zn（NO

【文章來源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

原位生長法制備金屬有機框架膜的示意圖

笱?妒墾?宦畚?等處理。此外，為改善分離膜的化學(xué)穩(wěn)定性、親水性以及分離性能等，可以采用配置兩種或者兩種以上的高分子材料的鑄膜液的方法。1.5.4二次生長法二次生長法的定義是在水熱合成之前將晶體的成核和晶體的生長步驟分開，從而更好地控制膜的厚度和膜的取向，更好地控制晶體成核強度的膜制備方法。在載體上形成連續(xù)均一的晶種薄層是二次生長法成功制備MOFs膜的一個重要因素。二次生長法成膜的關(guān)鍵因素是晶種制備，當(dāng)合適的晶種被成功制備，載體被沉積上晶種層后，二次處理晶種層，使晶種形成連續(xù)均一的MOFs膜，如圖1.2所示。杜淑慧等人[39]通過晶種誘導(dǎo)二次生長法，將納米級ZIF-8晶體粒子作為晶種，α-Al2O3陶瓷管作為載體，在載體上制備均一連續(xù)的ZIF-8膜，研究表明：制備出的MOFs復(fù)合膜表面的ZIF-8晶粒間呈現(xiàn)連接緊密而且無明顯裂痕的現(xiàn)象。從氣體滲透測試的結(jié)果可以得到一下結(jié)論：H2/CH4和H2/CO2的分離因數(shù)分別為2.56和5.4，綜上所述：制備出的MOFs復(fù)合膜具有一定的氣體分離效果。圖1.2在載體上采用二次生長法制備MOF膜的過程示意圖Fig.1.2SchematicdiagramoftheprocessofpreparingMOFfilmbysecondarygrowthmethodoncarrier1.6高分子分離膜1.6.1膜材料膜分離技術(shù)發(fā)展的一個關(guān)鍵因素是膜分離材料。目前，膜材料主要分為兩類：1）無機膜材料，2）有機高分子膜材料。無機膜材料和有機高分子膜材料的優(yōu)缺點如下：無機膜材料的優(yōu)點是具有使用效率高和化學(xué)物理性質(zhì)穩(wěn)定等特點，主要的缺點是存在結(jié)構(gòu)簡單難以調(diào)節(jié)以及工藝繁瑣等。與其他膜相比，有機高分子膜的優(yōu)點更為突出，主要表現(xiàn)在膜的結(jié)構(gòu)更易調(diào)整、種類繁多、價格低廉。但是，實際的應(yīng)用和具體環(huán)境的需求也是膜材料的首先要考慮的重要因素。制備具有優(yōu)良性能高分子

第12頁上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文對照例：將20mg/L的甲基橙溶液混合避光震蕩放置0.5h，每間隔10min取一次樣，以紫外燈作為光源進行照射0.5h，每間隔10min取樣一次，用紫外可見分光光度計在464nm處測定光照前后甲基橙溶液的吸光度，根據(jù)吸光度計算甲基橙水溶液本身在紫外燈照射下的光催化降解效率。2.3結(jié)果與討論2.3.1ZIF-8晶體膜的組成圖2.1ZIF-8晶體膜、ZIF-8晶體和濾紙支撐層的XRD圖Fig.2.1XRDpatternsofZIF-8membrane,ZIF-8powderandfilterpaper通過XRD圖譜確認濾紙支撐層上ZIF-8晶體的信息。由圖2.1可知，ZIF-8的特征峰在合成得到的晶體膜上都有出現(xiàn)，這說明在濾紙上確實合成得到了ZIF-8晶體，這些峰中存在的強度的變化是因為在濾紙上合成的ZIF-8晶體和直接溶劑熱法合成得到的ZIF-8晶體在晶型上有一定的變化。結(jié)合SEM圖，濾紙上所得晶體確實不同于直接合成的ZIF-8。在晶體膜的XRD上出現(xiàn)一些雜峰，這是濾紙和所得晶體的臨近峰相互作用所導(dǎo)致的結(jié)果。2.3.2ZIF-8晶體膜的結(jié)構(gòu)和形貌


本文編號：3090419