[发明专利]一种全纳米多孔MOF/HOF复合膜、制备方法及其在气体分离中的应用

权利要求书

1.一种全纳米多孔MOF/HOF复合膜的制备方法，其步骤如下：

(1)ZIF-8的制备：按质量比1：10～30称取硝酸锌与2-甲基咪唑分别超声溶解配置成水溶液；将硝酸锌水溶液与2-甲基咪唑水溶液迅速混合，室温下磁力搅拌5～15分钟，离心收集反应产物，去离子水洗涤；最后在60～100℃下干燥6～12小时，得到干燥活化的ZIF-8颗粒；

(2)HOF前驱体NBP-DAT的制备：将6～10g三(4-溴苯基)胺、以及与三(4-溴苯基)胺质量比分别为0.5～5：1和10～100：1的4-氰基苯硼酸和无水N,N-二甲基甲酰胺混合后密封通氮气以排尽空气，10～30分钟后加入10～100mL、0.1～0.5g·mL^-1的K₂CO₃水溶液和10～100mL去离子水，继续通氮气保护；10～30分钟后加入1～3g四(三苯基膦)钯，加热到80～120℃反应36～72小时；反应结束后冷却到室温，用CH₂Cl₂和饱和NaCl水溶液萃取，有机相用无水硫酸镁干燥过夜；过滤有机相后通过旋转蒸发去除大量CH₂Cl₂，缓慢加入100～300mL甲醇后静置1～3天，抽滤得到三(4-氰基苯基)苯胺；将3～4g三(4-氰基苯基)苯胺、以及与三(4-氰基苯基)苯胺质量比分别为0.5～5：1和50～100：1的双氰胺和乙二醇甲醚混合后密封通氮气以排尽空气，10～30分钟后加入0.1～1g KOH，继续通氮气10～30分钟后将温度升到90～125℃反应12～36h，反应结束冷却到室温，抽滤得到淡黄色固体产物，用去离子水和甲醇分别淋洗2～3次得到纯的4,4,4-三(2,4-二氨基-1,3,5-三嗪基苯基)苯胺，即HOF前驱体NBP-DAT；

(3)MOF/HOF复合膜的制备：称取4.8～14.4mg步骤(1)干燥活化的ZIF-8颗粒加入到0.5～1mL无水二甲亚砜中，超声30～60分钟，使ZIF-8分散均匀，然后再向其中加入80～150mg步骤(2)制备的HOF前驱体NBP-DAT，50～150℃下溶解完全作为复合膜铸液；将多孔α-氧化铝基底在60～80℃下预热30～60分钟，移取80～150μL复合膜铸液均匀滴涂在预热的多孔α-氧化铝基底上，在60～100℃下蒸发溶剂，1～3小时后在多孔α-氧化铝基底上得到均质的全纳米多孔MOF/HOF复合膜。

2.一种全纳米多孔MOF/HOF复合膜，其特征在于：是由权利要求1所述的方法制备得到。

3.权利要求2所述的全纳米多孔MOF/HOF复合膜在气体分离中的应用。

4.如权利要求3所述的全纳米多孔MOF/HOF复合膜在气体分离中的应用，其特征在于：用于分离H₂和N₂。