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金属有机骨架(MOFs)是一种新型的多孔晶体材料,具有规则的孔道结构以及丰富的物理、化学性质,并且可以通过合理地设计对其进行结构上和性质上的改变,因此,MOFs材料在吸附、分离、催化、传感等领域展现出了广阔的应用前景。在近十年间,通过自组装而形成的MOF膜在分离领域取得了惊人的发展。目前,越来越多的研究团队在MOF膜材料、合成方法和分离性能等方面均取得了瞩目的成绩。然而,从工业应用的角度来考虑,MOF膜在合成方法和分离性能方面仍然很难满足实际需求,发展进入到了瓶颈时期。基于上述考虑,本文以ZIF-8为目标MOF材料,分别从合成方法和分离性能两个方面进行了研究。首先,本工作从合成方法的角度出发,结合膜接触器和界面合成的理论提出了一种新型可规模放大的MOF膜合成方法,这种方法摆脱了传统的高能耗的溶剂热的过程,避免MOF膜在装填过程中被破坏的风险,利用了界面合成的原理可以避免均相成核而导致的原料的浪费。利用这种方法,我们成功合成了连续的ZIF-8膜。我们采用SEM、XRD、EDS等手段对合成的ZIF-8膜进行了表征,确定了ZIF-8膜的形貌、结构方面的特征。通过考察前驱溶液浓度比例和合成时间对成膜的影响,我们初步分析了MOF膜的成膜机理,为后续其它种类的MOF膜的合成提供了理论支持。另一方面,为了提高MOF膜的分离性能,本工作在新型合成方法的基础上成功合成了聚合物(聚乙烯吡咯烷酮,PVP)嵌入的ZIF-8膜。聚合物在MOF中的嵌入使得MOF孔道结构发生改变,同时还能促进MOF晶体之间的互生生长,有效地减少甚至消除MOF膜中的纳米级缺陷,从而大幅提高MOF膜的气体分离性能。实验结果显示,PVP嵌入后ZIF-8颗粒变小,ZIF-8膜结构更加致密。通过对PVP嵌入的ZIF-8颗粒进行XRD、N2吸附测试和对ZIF-8复合膜进行FTIR表征,证明了PVP在ZIF-8中可嵌入性。最后我们对合成的PVP嵌入ZIF-8膜进行单组分气体渗透测试,实验结果显示相比于纯的ZIF-8膜,PVP嵌入ZIF-8膜气体通量有一定的降低,但H2/CO2理想分离选择性从4.97提高到了52.71,该值远远超过了大多数MOF膜对H2/CO2体系的分离效果。