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近年来,膜技术因具有操作简单和出水水质高等优势逐渐成为一种流行的分离技术。其中,PVDF是常用的高分子有机膜材料之一,具有良好的耐化学性、热稳定性高、机械强度高和良好的成膜性等特点,因此被广泛应用于水处理领域。但是,由于PVDF膜表面能低且具有疏水性,所以造成膜在使用中存在两个突出问题,即膜易结垢和润湿性差。因此,PVDF膜在超滤和纳滤领域的应用中仍存在局限性。在超滤领域,PVDF膜的疏水性导致过滤过程中膜易吸附蛋白质等有机污染物,造成膜所需驱动力增大、水通量下降等问题;在纳滤领域,膜的疏水性导致界面聚合过程难以在PVDF支撑层上进行。因此,金属有机骨架(MOFs)材料的出现吸引了研究人员的关注并将其应用到PVDF膜改性研究中。其中,MOFs具有孔隙率高、孔道规则和吸附位点多等优良性能。本课题的研究内容是将MOFs通过特定的改性手段引入到PVDF膜中,以此来弥补PVDF膜的缺陷,使其在超滤和纳滤领域都展现出优异的膜性能。具体的研究内容如下:(1)基于MOF-5改性的PVDF混合基质膜首先,通过室温搅拌法合成了具有规则正立方体结构的MOF-5晶体。随后,通过共混改性手段将MOF-5掺杂到PVDF铸膜液中,采用浸没沉淀相转化法浇铸成为新型的MOF-5/PVDF混合基质膜。通过表征和性能测试证明,MOF-5/PVDF膜的孔隙率有明显的提升,最大提高了33.3%。此外,MOF-5/PVDF膜的纯水通量最大提高了86.43%,膜对牛血清蛋白(BSA)的截留效果也随之提升了38.10%,膜的抗污染性能也得到有效改善,其中恢复水通量有38.36%的提高效果。(2)基于IRMOF-3改性的PVDF复合纳滤膜通过室温搅拌的方法合成IRMOF-3晶体,随后将材料与交联剂聚丙烯酸(PAA)超声反应使其在水溶液中更好的溶解分散。然后,在PVDF支撑膜上抽滤IRMOF-3/PAA的水溶液,之后再在膜面上进行间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)的界面聚合反应,以此制备复合纳滤膜。通过电子扫描显微镜观察IRMOF-3/PAA夹层的存在与否,对生长的聚酰胺(PA)层完整性的影响;另外,水接触角测试结果表明IRMOF-3/PAA夹层结构具有极强的亲水性,改善了PVDF膜的固有疏水特性。最后,纳滤膜的脱盐性能测试表明,阶层结构的存在使得纳滤膜对不同盐类(MgSO4、Na2SO4、MgCl2、NaCl)的截留率都有极大的提升。