[发明专利]一种NH2-MIL-125/POD-COOH超薄均相杂化正渗透膜及其制备方法

权利要求书

1.一种NH₂-MIL-125/POD-COOH超薄均相杂化正渗透膜的制备方法，包括：

步骤一：将钛酸丁酯和2-氨基-对苯二甲酸加入到N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和甲醇的混合溶液中，室温下搅拌3~5小时后转移至40毫升聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜中，置于140~150 ℃程序升温箱中24~48小时，自然冷却至室温后，洗涤后干燥，得到MOFs材料NH₂-MIL-125；

步骤二：将硫酸肼（N₂H₄·H₂SO₄）和多聚磷酸（PPA）加入到带有机械搅拌、氮气通口、温度计、Dean-Stark带水器和冷凝管的三口瓶中，混合加热至160~180 ℃后，加入二酸单体4,4'-二苯醚二甲酸，在160~180 ℃下反应3~5小时，生成粘稠状物质，出料于质量分数为5%的NaOH水溶液中，产物洗涤烘干后得到聚恶二唑材料（POD）；

步骤三：将步骤二得到的聚恶二唑材料溶解于N-甲基吡咯烷酮溶剂中，后加入对氨基苯甲酸和多聚磷酸，在180~195 ℃反应10~15小时，出料于去离子水中，得到侧链含羧基的聚恶二唑材料（POD-COOH）；

步骤四：将步骤三得到的含羧基聚恶二唑材料溶解于无水溶剂中，待聚合物完全溶解后，将其逐滴加入溶有1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDC）、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）和步骤一得到的NH₂-MIL-125材料的无水溶剂中，2~3小时滴加完毕后，室温继续搅拌48~72小时，出料于正己烷中，得到NH₂-MIL-125/POD-COOH杂化材料，其中NH₂-MIL-125材料的质量为含羧基聚恶二唑材料的5%或10%；

步骤五：将步骤四得到的NH₂-MIL-125/POD-COOH杂化材料溶解于有机溶剂中，室温下静置脱泡24~48小时，得到铸膜液；

步骤六：将步骤五得到的铸膜液涂覆在光滑平整的硅片表面，将涂覆铸膜液的硅片放置烘箱中热处理，经溶液浇铸法成膜，然后将膜浸入水中，从而将膜分离，最终得到超薄均相正渗透膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一钛酸丁酯和2-氨基-对苯二甲酸的摩尔比为1:3~1:5；N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和甲醇的体积比为1:1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二硫酸肼、4,4'-二苯醚二甲酸和多聚磷酸的摩尔比为1:1.2:10。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤三聚恶二唑材料和对氨基苯甲酸的摩尔比为1:1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤四无水溶剂为无水N,N-二甲基甲酰胺（DMF）。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤四含羧基聚恶二唑材料、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDC）的摩尔比为1:0.1:1.2。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤五有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤五铸膜液的中溶质的质量分数在0.2%至0.4%之间。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤六热处理温度为60~80 ℃，热处理时间为12~24小时。