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膜分离技术以其分离效率高、能耗低、生态友好等优点,已成为传统分离方法(吸附、蒸馏等)的一种有前景的替代方法。目前,膜分离技术已经广泛应用于化工,能源,食品,医疗,环保等方面。尽管膜技术取得了很大的进步,但分离过程中的膜污染问题严重影响了膜的分离性能和使用寿命,有效解决膜污染问题仍是目前亟待解决并具有挑战性的课题。本论文将具有光催化性能的金属有机骨架材料引入到分离膜中,通过对MOFs负载量的调控优化膜的渗透分离性能,使改性后的膜具有良好的自清洁和抗菌性能,旨在有效解决膜污染问题。论文主要研究内容如下:(1)基于MIL-125(Ti)的自清洁膜本章采用相转化法制备具有自清洁和染料分离性能的MIL-125(Ti)/PVDF膜。其中,MIL-125(Ti)通常是在紫外光照射下实现对有机物的光催化降解,而负载MIL-125(Ti)的自清洁膜能够实现在自然光下有效降解罗丹明B。原因是在染料截留过程中Rh B染料分子会被物理吸附至MIL-125(Ti)孔道内,导致MIL-125(Ti)发生敏化,进而使光催化波长范围发生红移、促进了电子转移以及空穴(h+)和超氧自由基(?O–2)的产生。结果表明,当MIL-125(Ti)负载量为10%时,膜的纯水通量为64.3 L m-2 h-1 bar-1,Rh B染料截留率为99.7%,此外,MIL-125(Ti)/PVDF膜还具有良好的循环降解以及接近100%抗菌性能。(2)基于CuTz-1的自清洁膜为了克服光催化条件的限制,进一步提高光催化效率,本研究将具有少见的Cu5tz6簇作为二级建筑单元(SBU)、具有热稳定性和化学(碱性和酸性)稳定性、能够在自然光下降解染料的CuTz-1引入分离膜中。此外,为了防止CuTz-1下渗、提高膜性能,将氧化石墨烯(GO)纳米片引入到制膜过程中。将0.25 mg氧化石墨烯纳米片和不同浓度梯度的CuTz-1加入聚乙烯醇(PVA,0.2 w/v%)溶液中,采用抽滤法将其固定于HPAN支撑层表面,然后采用戊二醛(GA,0.4w/v%)溶液进行交联,系统研究了CuTz-1材料添加量对膜性能的影响。与未添加材料的膜相比,负载CuTz-1的自清洁膜具有更高的纯水通量和染料截留性能。结果表明,当材料负载量为0.5 mg时,膜纯水通量为40.2 L m-2 h-1 bar-1,对刚果红,甲基蓝,活性黑5和直接红23的截留率分别为98.8%、94.9%、92.7%、98.2%,并且具有良好的通盐性能(Na Cl:0.3%、Mg Cl2:2.1%、Na2SO4:26.4%、Mg SO4:6.7%)。此外,该膜具有良好的光催化循环降解性能以及接近100%的抗菌率。在本研究中,自清洁水处理膜具有良好的分离性能、自清洁和抗菌性能,这在染料废水处理中将具有广阔的应用意义。