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工业生产中涉及到大量化石燃料的消耗,燃烧过程会产生CO2等温室气体,是导致全球温室效应的主要原因。膜分离技术由于其低能耗和环境友好的优势可应用于CO2分离。混合基质膜由分散的无机纳米材料和聚合物基质制备而成,结合了无机纳米材料的高分离性能和聚合物基质的良好的机械性能,是潜在可工业化的CO2分离膜材料。金属-有机框架材料(Metal Organic Frameworks,MOFs)是具有规则孔道结构的无机纳米材料。MOF相比传统的无机材料,在结构上具有易功能化和好调控的特点。本文采用溶剂热法制备了 UiO-66与UiO-66-NH2两种MOF材料,通过广角衍射(XRD)、热失重(TGA)、吸附-脱附(BET)等手段对其结构进行了表征,因其具有规则的大孔结构、良好的化学稳定性、高比表面积等特点,采用相转化法了制备基于UiO-66与UiO-66-NH2的混合基质膜,并采用扫描电镜(SEM)、红外(FTIR)等对混合基质膜的结构进行了表征。研究了 UiO-66与UiO-66-NH2的掺杂量对混合基质膜的气体分离性能的影响。结果表明:UiO-66的掺杂造成了混合基质膜渗透系数的增加和选择性的降低,当UiO-66的掺杂量达到50%时,其CO2渗透系数与DMBPTB纯膜相比提高了 13倍左右,其CO2/CH4与O2/N2的选择性分别降低了 26.4%和18%。胺基官能化的UiO-66-NH2纳米颗粒与UiO-66相比有更高的CO2亲和力,增强了无机纳米颗粒与聚合物基质的结合作用。UiO-66-NH2/DMBPTB,其CO2/CH4的选择性在掺杂量为30%时,达到了17.95,对应的CO2的渗透系数为743.7 Barrer。本文同时对Tr(?)ger’s Base基材进行了季胺化改性的研究,研究了采用单卤代烷基化试剂和双卤代烷基化试剂对Tr(?)ger’s Base结构聚合物进行季胺化改性。研究发现链长不等的单卤代烷基化的季胺化反应破坏了聚合物分子链的紧密堆砌,其中采用n-C4H9I季胺化改性后,其CO2和O2的渗透系数分别提升至274.2Barrer和61.7Barrer,与DMBPTB纯膜的渗透系数相比,分别提高了 54.5%和40%,CO2/CH4和O2/N2的选择性分别提高了25.4%和14.7%。采用1,4-二碘代丁烷作为双卤代烷基化试剂形成了交联结构,促使分子链之间的堆砌更加紧密,造成了 CO2的渗透系数相较DMBPTB纯膜下降了 44.7%,CO2/CH4的选择性增加了 57.6%。