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金属有机框架(MOFs)材料具有大的比表面积、可调的孔径以及灵活的结构等,并且MOFs结构中的有机配体有助于提高MOFs颗粒与聚合物基质间的亲和力,是理性的杂化膜分散相。本文以芳香聚酰胺为膜材料,在铸膜液中共混引入MOFs(MIL-53(Al))颗粒,通过L-S相转换法制备了MIL-53(Al)/芳香聚酰胺杂化纳滤膜。在此基础上,考察了其渗透性能,并对其在有机溶剂纳滤和染料脱盐中的应用作了初步的研究。 首先以芳香聚酰胺(聚间苯二甲酰间苯二胺)为膜材料,乙酰胺(DMAc)为溶剂,氯化锂(LiCl)为助溶剂,制备了纯的聚酰胺纳滤膜,考察了铸膜液中聚合物浓度以及蒸发时间等参数对膜性能的影响,确定了纯聚酰胺纳滤膜的制备工艺,并用无机盐溶液以及蔗糖和亚硝基-R-盐溶液对所制备的膜的分离性能进行了表征。 继而将不同量的MOFs(MIL-53(Al))添加到铸膜液中制备得到MIL-53(Al)/芳香聚酰胺杂化纳滤膜。用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和静态接触角表征了杂化膜,结果显示MOFs的加入明显影响膜的微观结构并提高了膜表面的亲水性。膜对蔗糖和亚硝基-R-盐溶液的分离结果显示:杂化膜较纯膜的纯水通量显著提高,而分离性能没有明显地变化。膜在3种机溶剂(甲醇、乙酸乙酯和甲苯)中溶胀度测量结果表明MOFs引入降低了膜的溶胀度。纯膜和杂化膜在甲醇、乙酸乙酯和甲苯中浸泡前后的纯水通量和对亚硝基-R-盐的截留率表明有机溶剂影响膜的分离性能,造成膜通量减小21.31%-41.13%,而截留率稍微增大。实验还研究了膜在乙醇溶液中的性能,结果显示膜在乙醇中渗透性能稳定,杂化膜对考马斯亮蓝-G/乙醇溶液的通量和截留率分别为7.0 L/m2·h和94.00%。 最后将制备的MIL-53(Al)/芳香聚酰胺杂化纳滤膜应用到染料脱盐中。考察了操作条件压力、染料浓度及盐浓度对膜的分离性能的影响,并进行了耐污染性能的测试,显示了比较理想的染料分离性能。