[发明专利]一种纳米纤维/MOFs基优先透醇型渗透汽化膜及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米纤维/MOFs基优先透醇型渗透汽化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)纳米纤维分散液通过溶胶-凝胶自组装得到纳米纤维水凝胶薄膜；

2)将上述纳米纤维水凝胶薄膜先后浸没在金属-有机骨架化合物(MOFs)对应金属离子和有机配体溶液中，在振荡条件下，MOFs颗粒原位负载在纳米纤维水凝胶薄膜骨架上，获得MOFs颗粒均匀分布的MOFs@纳米纤维杂化水凝胶膜；

3)将上述MOFs@纳米纤维杂化水凝胶膜进行真空冷冻-干燥得到MOFs@纳米纤维杂化气凝胶膜，形成具有互穿网络结构的MOFs/纤维复合填料；

4)将聚合物基体材料溶液回填到上述MOFs@纳米纤维杂化气凝胶膜的复合填料网络中，通过交联固化后得到高负载量MOFs颗粒均匀分散的优先透醇型混合基质渗透汽化膜。

2.根据权利要求1所述的纳米纤维/MOFs基优先透醇型渗透汽化膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的纳米纤维为Kevlar纳米纤维、羧基化纤维素纳米纤维、细菌纤维素纳米纤维中的一种或几种；纳米纤维分散液浓度为0.1～20％(w/v)；刮刀厚度为0.02～5mm；纳米纤维分散液进行溶胶-凝胶自组装所用凝固浴为纯水或有机溶剂与水混合体系，有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲醇、乙醇中的一种或几种；有机溶剂与水的体积比为(0.1～4)/1，凝固浴温度为0～65℃。

3.根据权利要求1所述的纳米纤维/MOFs基优先透醇型渗透汽化膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中MOFs种类为ZIF-1、ZIF-8、ZIF-67、ZIF-90、ZIF-91中的一种或多种混合；振荡条件：温度5～90℃，振荡频率5～200rpm，振荡时间0.1～72h。

4.根据权利要求1所述的纳米纤维/MOFs基优先透醇型渗透汽化膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中真空冷冻-干燥条件为：温度-55～-5℃，真空度为5.0～200Pa，时间为2～48h。

5.根据权利要求1所述的纳米纤维/MOFs基优先透醇型渗透汽化膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中聚硅氧烷固化方式为热交联固化或紫外诱导交联固化中的一种。

6.根据权利要求5所述的纳米纤维/MOFs基优先透醇型渗透汽化膜的制备方法，其特征在于，所述热交联固化具体步骤为：将MOFs@纳米纤维杂化气凝胶膜浸没到聚合物基体材料溶液中2～120min，去除膜表面吸附的多余溶液，随后采用热交联固化方式制备MOFs@纳米纤维/聚硅氧烷渗透汽化膜；热交联固化条件：5～120℃/10min～24h，加热方式为鼓风烘箱、真空干燥箱或热空气吹扫中的一种。

7.根据权利要求6所述的纳米纤维/MOFs基优先透醇型渗透汽化膜的制备方法，其特征在于，聚合物基体材料溶液为聚合物基体、催化剂和有机溶剂的混合溶液，聚合物基体材料包括A组份和B组份，A组份为乙烯基封端聚硅氧烷，B组份为氢封端聚硅氧烷，催化剂为铂催化剂、过氧化物催化剂中的一种；所用有机溶剂为正己烷、丙酮、氯仿、二氯甲烷或四氢呋喃中的一种或几种；混合溶液中聚合物基体材料质量分数为5～90wt％。

8.根据权利要求5所述的纳米纤维/MOFs基优先透醇型渗透汽化膜的制备方法，其特征在于，所述紫外诱导交联固化的具体步骤为：

将MOFs@纳米纤维杂化气凝胶膜浸没到聚合物基体材料溶液中2～120min，去除膜表面吸附的多余溶液，随后采用紫外诱导交联固化方法制备MOFs@纳米纤维/聚硅氧烷渗透汽化膜；紫外诱导交联条件：光强为5-300mW/cm²，紫外灯光波长为190～400nm，光照时间为10～3000s。