金屬-有機(jī)框架（Metal-Organic Framewok,MOFs）代表了一類由有機(jī)配體與無機(jī)金屬節(jié)點(diǎn)構(gòu)筑的新型多孔納米結(jié)構(gòu)材料,其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其在光電材料、催化、分離、與存儲(chǔ)等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。當(dāng)前,MOFs的研究熱點(diǎn)不僅聚集在新穎結(jié)構(gòu)的制備方面,且已擴(kuò)展到探索它們的構(gòu)效關(guān)系和實(shí)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(duì)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(diǎn)。研究報(bào)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?jī)?nèi)容如下:（1）通過采用二次生長(zhǎng)法制備了ZIF-8晶體膜,將濾紙作為ZIF-8晶體膜的生長(zhǎng)載體,2-甲基咪唑（HMIm）作為有機(jī)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(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

原位生長(zhǎng)法制備金屬有機(jī)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(zhǎng)法二次生長(zhǎng)法的定義是在水熱合成之前將晶體的成核和晶體的生長(zhǎng)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(qiáng)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(zhǎng)法成功制備MOFs膜的一個(gè)重要因素。二次生長(zhǎng)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(zhǎng)法，將納米級(jí)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(cè)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(zhǎng)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(gè)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(jī)膜材料，2）有機(jī)高分子膜材料。無機(jī)膜材料和有機(jī)高分子膜材料的優(yōu)缺點(diǎn)如下：無機(jī)膜材料的優(yōu)點(diǎn)是具有使用效率高和化學(xué)物理性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，主要的缺點(diǎn)是存在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單難以調(diào)節(jié)以及工藝繁瑣等。與其他膜相比，有機(jī)高分子膜的優(yōu)點(diǎn)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(jià)格低廉。但是，實(shí)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(duì)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(jìn)行照射0.5h，每間隔10min取樣一次，用紫外可見分光光度計(jì)在464nm處測(cè)定光照前后甲基橙溶液的吸光度，根據(jù)吸光度計(jì)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(rèn)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(shí)合成得到了ZIF-8晶體，這些峰中存在的強(qiáng)度的變化是因?yàn)樵跒V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(shí)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(hào)：3090419