[发明专利]一种催化还原对硝基苯酚的聚偏氟乙烯复合超滤膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种催化还原对硝基苯酚的聚偏氟乙烯复合超滤膜及其制备方法与应用，制备方法包括首先以ZnO分散液与2‑甲基咪唑溶液为原料，采用包覆法合成ZnO@ZIF‑8核壳材料；再将ZnO@ZIF‑8、添加剂及聚偏氟乙烯溶解于溶剂中，得到铸膜液；最后将铸膜液依次经过搅拌、脱泡、刮膜过程后，置于凝胶浴中分相，即得到ZnO@ZIF‑8/PVDF复合超滤膜，所制备复合超滤膜可用于催化还原对硝基苯酚。与现有技术相比，本发明制备工艺简单，并且在改善了膜的亲水性和纯水通量的同时，膜的催化性能明显提升，是一种制备PVDF超滤膜的新方法。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，涉及一种催化还原对硝基苯酚的聚偏氟乙烯复合超滤膜及其制备方法。

背景技术

金属有机骨架(MOFs)材料由于具有大的比表面积、孔径可调节等性质，在小分子分离、异相催化、化学传感、药物传递等领域展现出巨大的应用前景。近年来，除采用金属盐做原料合成MOFs晶体外，以金属氧化物为前驱体，采用包覆法将预先合成好的纳米微粒置于金属有机骨架的合成溶液中，在晶体的生长过程中，实现MOFs材料在纳米微粒表面的包覆，这种方法能够解决纳米微粒在MOF表面聚集的问题，同时避免了还原前驱体溶液对MOFs材料的损害，并且能够对被引入的纳米微粒在形貌，尺寸，组成等多方面进行预先调控。然而，不同于一般MOFs合成中的均相成核过程，如何控制MOFs材料在纳米微粒表面成核生长是该方法的主要挑战。

中国专利(公开号：CN 107638807A)公开了一种常温下具有催化作用的ZIF-8/PVDF超滤膜及其制备方法。常温下通过原位生长法在膜上合成ZIF-8，即得到具有催化作用的ZIF-8/PVDF超滤膜。本发明方法不仅制膜工艺简单，而且可以有效地抑制粒子团聚，在此基础上还具有一定的催化作用，且对卵清白蛋白盐水溶液(OVA盐水溶液)的截留率高，截留通量良好，是一种将MOFs用于制备具有催化作用的超滤膜的新颖方法。

中国专利(公开号：CN 106178989A)公开了一种亲水性共聚物包覆纳米氧化物改性中空纤维膜的制备方法，该膜采用添加亲水共聚物包覆纳米氧化物共混的方法，使得复合物有机无机相间结合较好，且在成膜过程中不易流失，不但提高了膜丝的亲水性能，而且对膜丝机械性能和渗透性能都有较大的提高，该方法操作简单、聚合反应条件温和，可适用于大规模化生产。

叶静等人研究了将改良的亲水性MOFs用于提高薄膜纳米复合膜的性能(参见朱等.钴(II)金属-有机骨架微纳米颗粒：显示羧基的结合取向的从层到微孔的自组装分子[J].分子结构学报,2015,1093,162-165.)，所制备的复合膜亲水性增加，抗污染性增强，但是制备的MOF分散性不好，容易引起团聚。

发明内容

本发明的目的就是用于解决现有复合超滤膜渗透率较低以及对对硝基苯酚的催化还原能力较差的问题而提供一种催化还原对硝基苯酚的聚偏氟乙烯复合超滤膜及其制备方法，具体为首先通过包覆法合成ZnO@ZIF-8核壳材料，再采用原位生长法制备出具有催化作用的PVDF超滤膜，此方法制备工艺简单，并且在改善了膜的亲水性和纯水通量的同时，膜的催化性能明显提升，是制备PVDF超滤膜的一种新方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种催化还原对硝基苯酚的聚偏氟乙烯复合超滤膜的制备方法，包括以下步骤：

1)以ZnO分散液与2-甲基咪唑溶液为原料，采用包覆法合成氧化锌@沸石咪唑酯骨架(ZnO@ZIF-8)纳米核壳材料；

2)将ZnO@ZIF-8、添加剂及聚偏氟乙烯(PVDF)溶解于溶剂中，得到铸膜液；

3)将铸膜液依次经过机械搅拌、静置脱泡、刮膜过程后，置于凝胶浴中分相，即得到所述的聚偏氟乙烯复合超滤膜。

进一步地，步骤1)具体包括以下步骤：