[发明专利]一种由氨基功能化ZIFs纳米材料改性的反渗透膜及其制备方法

权利要求书

1.一种由氨基功能化ZIFs纳米材料改性的反渗透膜，其特征在于，包括：超滤膜支撑层、聚酰胺层、分布在聚酰胺层内的氨基功能化ZIFs纳米材料；

所述超滤膜支撑层的材质为聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚芳砜、聚丙烯晴、聚偏氟乙烯中的一种或者多种；

所述聚酰胺层由水相胺类单体与油相酰氯单体通过界面聚合制备而成；

所述氨基功能化ZIFs纳米材料为ZIF-7-NH₂、ZIF-8-NH₂、ZIF-9-NH₂、ZIF-11-NH₂中的一种或多种的组合。

2.一种由氨基功能化ZIFs纳米材料改性的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：

(1)氨基功能化ZIFs纳米材料的合成

将金属前体溶液与配体溶液混合，在室温下搅拌反应2～15h，之后离心收集纳米级固体粒子，清洗，真空干燥，得到氨基功能化ZIFs纳米材料；

所述金属前体选自氧化锌、硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、醋酸锌中的一种或多种；

所述配体为含氨基咪唑，或者不含氨基咪唑和含氨基咪唑的混合物；所述不含氨基咪唑选自苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、1,2,4-三唑、四氮唑中的一种或多种；所述含氨基咪唑选自2-氨基苯并咪唑、3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑、3-氨基-1,2,4-三唑、5-氨基四氮唑中的一种或多种；

(2)制膜液的配制

室温下，将胺类单体溶于去离子水制成水相溶液，将酰氯单体溶于有机溶剂并加入步骤(1)所得氨基功能化ZIFs纳米材料，超声分散均匀，得到油相溶液，备用；

(3)界面聚合制备聚酰胺层

室温下，先将超滤膜支撑层浸没于水相溶液中1～15min，然后取出排除膜表面过量的水相溶液，再将超滤膜支撑层浸没于油相溶液中20s～8min中发生界面聚合反应，之后取出于空气中晾干，在超滤膜支撑层表面形成添加氨基功能化ZIFs纳米材料的聚酰胺层；

(4)后处理

在40～80℃下对膜进行热处理5～30min，得到由氨基功能化ZIFs纳米材料改性的反渗透膜。

3.如权利要求2所述由氨基功能化ZIFs纳米材料改性的反渗透膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属前体溶液的浓度为0.05～1mol/L，溶剂为DMF。

4.如权利要求2所述由氨基功能化ZIFs纳米材料改性的反渗透膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述配体溶液的浓度为0.05～1mol/L，溶剂为甲醇。

5.如权利要求2所述由氨基功能化ZIFs纳米材料改性的反渗透膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属前体溶液与配体溶液的体积比为1：1。

6.如权利要求2所述由氨基功能化ZIFs纳米材料改性的反渗透膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水相溶液中，胺类单体的质量分数为0.001～5％。

7.如权利要求2所述由氨基功能化ZIFs纳米材料改性的反渗透膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述胺类单体选自哌嗪、间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺、乙二胺、己二胺、1,4-丁二胺、4,4-二氨基二苯醚、4,4,-二氨基二苯甲烷、邻联苯甲胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、2,4-二氨基甲苯、1,2-环己二胺、4,5-二氯邻苯二胺、二乙烯三胺、均苯三胺及其衍生物中的一种或多种。

8.如权利要求2所述由氨基功能化ZIFs纳米材料改性的反渗透膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述油相溶液中，酰氯单体的质量分数为0.001～5％，氨基功能化ZIFs纳米材料的质量分数为0.001～5％。

9.如权利要求2所述由氨基功能化ZIFs纳米材料改性的反渗透膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述有机溶剂选自正己烷、正庚烷、正辛烷、正十二烷、异十二烷、异十六烷等烷烃类中的一种或多种。

10.如权利要求2所述由氨基功能化ZIFs纳米材料改性的反渗透膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述酰氯单体选自间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯、多元芳香磺酰氯及其衍生物中的一种或多种。