[发明专利]基于中空棒状金属有机骨架组装体的荷正电纳滤膜及其制备方法

摘要

本发明属于膜分离技术领域，具体为一种表面修饰中空棒状金属有机骨架组装体的荷正电纳滤膜及其制备方法。本发明提供的荷正电纳滤膜，是基于中空棒状金属有机骨架组装体（HR‑MOF assembly）的，具体通过在聚合物超滤膜表面修饰聚多巴胺层，再将中空棒状金属有机骨架组装体原位接枝于聚多巴胺层表面而得到。本发明制得的表面修饰中空棒状金属有机骨架组装体的荷正电纳滤膜，对多种金属离子具有优异的截留效果，通量也相对较高，同时具有极好的使用稳定性。本发明方法操作过程简单，制备条件温和，生产成本较低，便于批量化、规模化生产，具有良好的工业化生产基础和广阔的应用前景。

主权项

一种基于中空棒状金属有机骨架组装体的荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：（1）将金属盐和氨基功能化的配体加入反应溶剂中，超声使其充分溶解，形成前驱体溶液；将所得前驱体溶液在50 ~ 280 ℃的条件下进行溶剂热反应4 ~ 74 h，离心分离出产物，将所得产物先用反应溶剂清洗，再用低沸点溶剂清洗；然后在30 ~ 140 ℃的真空烘箱中干燥0.5 ~ 30 h，即得到氨基功能化的金属有机骨架，记为MOF‑NH2；（2）将氧化锌纳米棒放入pH为7 ～ 12的盐酸多巴胺的缓冲溶液中，在10～80℃的条件下搅拌1～48h，离心分离出产物，将所得产物用去离子水清洗干净后冷冻干燥，即得到表面修饰聚多巴胺的氧化锌纳米棒，记为R‑ZnO@PDA；（3）将MOF‑NH2和R‑ZnO@PDA放入pH为7 ~ 12的缓冲溶液中，在10 ~ 80℃的条件下搅拌1 ~ 48 h，离心分离，并用去离子水清洗干净后冷冻干燥，即得到表面修饰金属有机骨架的氧化锌纳米棒，记为R‑ZnO@MOF；（4）将R‑ZnO@MOF放入酸的水溶液中刻蚀掉氧化锌纳米棒，离心分离出产物，将所得产物用去离子水清洗干净后冷冻干燥，即得到中空棒状金属有机骨架组装体，记为HR‑MOF assembly；（5）将分子量截留（MWCO）为15 kDa～400 kDa的超滤基膜放入pH为7 ～ 12的盐酸多巴胺的缓冲溶液中，在10 ～ 80 ℃的条件下搅拌1 ～ 48 h，取出基膜，用去离子水清洗干净，再擦拭干其表面的水分，然后浸入pH为7 ～ 12的HR‑MOF assembly的缓冲溶液中，在10 ～ 80 ℃的条件下搅拌1 ～ 48 h，将膜取出，用去离子水清洗干净，即得表面修饰中空棒状金属有机骨架组装体的荷正电纳滤膜；其中，所述的金属盐为过渡金属盐或镧系金属盐的一种或几种的混合物，所述配体为氨基芳香羧酸或氨基含氮杂环化合物的一种或几种的混合物，金属盐和配体的摩尔比为1:16 ～ 16:1。