[发明专利]一种基于配位作用的原位自组装有机/无机杂化膜制备方法

权利要求书

1.一种基于配位作用的原位自组装有机/无机杂化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将聚电解质、金属离子以及有机配体分别溶解在溶剂中，配制成聚电解质溶液、金属离子溶液和有机配体溶液，静置脱泡；

（2）对有机多孔膜进行预处理，使其表面荷负电以便和金属离子反应，或荷正电以便和有机配体反应；

（3）将金属离子溶液和聚电解质溶液混合形成金属离子-聚电解质混合液；有机配体溶液和聚电解质溶液混合形成有机配体-聚电解质混合液；

（4）将步骤（3）混合液在0～220℃的温度以及0～1.0MPa压力或-0.02～-0.09MPa的负压作用下在有机多孔膜表面静态沉积或动态过滤5s～36000s，使金属离子和聚电解质结合在荷负电的有机多孔膜的外层和孔内，或者使机配体和聚电解质结合在荷正电的有机多孔膜的外层和孔内；

（5）将步骤（4）有机多孔膜用去离子水漂洗干净，在30～100℃范围内烘干；

（6）将步骤（3）有机配体-聚电解质混合液在0～220℃的温度以及0～1.0MPa压力或-0.02～-0.09MPa的负压作用下，在结合有金属离子和聚电解质的有机多孔膜表面静态沉积或动态过滤5s～36000s，或将步骤（3）金属离子-聚电解质混合液在0～220℃的温度以及0～1.0MPa压力或-0.02～-0.09MPa的负压作用下，在结合有有机配体和聚电解质的有机多孔膜表面静态沉积或动态过滤5s～36000s，使有机配体与金属离子发生配位作用生成有机金属骨架化合物（MOF）晶体，同时聚电解质也在静电力以及化学作用力的推动下结合在膜表面，与MOF晶体共同形成均匀的分离层；

（7）将有机多孔膜用去离子水漂洗干净，在30～100℃范围内晾干或烘干；

（8）重复（6）～（7）步骤0～100次，在有机多孔膜上实现多层复合膜的组装。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤（3）配置金属离子-聚电解质混合液和有机配体-聚电解质混合液时，优选金属离子或有机配合物与聚电解质的摩尔比为100:1～1:100，或者在上述组装过程中金属离子或有机配合物中的之一与聚电解质的摩尔比为0。

3.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述金属离子为能够合成MOF的金属离子；所述有机配体为能够合成MOF的有机物；所述的聚电解质为能够与金属离子或有机配体产生作用力的聚合物、改性的表面活性剂。

4.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述金属离子为Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺；所述有机配体为如吡啶、咪唑、均苯三酸；所述的聚电解质为聚苯乙烯磺酸钠（PSS）或聚乙烯亚胺（PEI）。

5.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的溶剂是水、甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。

6.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的有机多孔膜为纳滤膜、超滤膜或微滤膜，所述的有机多孔膜的膜材料为聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯等有机聚合物，所述的有机多孔膜的组件形式为管式、中空纤维式、平板式或卷式，所述的有机多孔膜的膜孔径为1纳米到100微米之间。

7.按照权利要求1-6所述的任一方法所制备的有机/无机杂化膜。