[發明專利]UiO-66-NH2

有效

• 申請號: 201710202025.3
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN108654402B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 黃愛生;萬林林
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B01D71/06
• 分類號: B01D71/06;B01D67/00;B01D69/12;B01D71/02;C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 馬莉華;劉妍珺

本發明公開了一種UiO?66?NH₂復合材料及其制備方法和在海水淡化中的應用，所述UiO?66?NH₂復合材料包含經3?氨丙基三乙氧基硅烷修飾的載體和UiO?66?NH₂膜層，其中，所述UiO?66?NH₂膜層通過共價連接在所述載體上。本發明中，將經3?氨丙基三乙氧基硅烷修飾的載體置于UiO?66?NH₂膜反應液中反應得到所述UiO?66?NH₂復合材料。本發明的UiO?66?NH₂復合材料，制備方法簡單，具有優異的海水淡化處理性能，適合大規模推廣。

技術領域

本發明涉及MOFs膜，具體地涉及一種UiO-66-NH₂復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

水是生命的源泉，是人類賴以生存和發展的重要資源之一。由于淡水資源分布不均勻，許多國家存在淡水資源供給壓力甚至面臨淡水資源危機。近年來，伴隨著人口的增長和社會的發展，人類對淡水的需求量開始增加，特別是進入 21世紀以來，人類在農業、工業和生活用水等方面對淡水的需求量猛然增加。加上對水資源消耗量的增大和對水資源污染的嚴重，導致了全球性的淡水資源危機。全世界有100多個國家存在不同程度的缺水問題。我國的人均水資源占有量只有2200m³，僅為世界平均水平的1/4，是全球人均水資源占有量最貧乏的13個國家之一。在我國有大約2/3的城市處于缺水狀態,110個城市出現嚴重缺水現象。

由于對水資源利用、開發的不恰當，導致了各種形式的水污染：酸化、水體富營養化、油污污染、重金屬污染等等。這些水污染現象，已經對生態環境、人類健康構成了重大威脅，阻礙著經濟和社會可持續發展。因此現在迫切要解決的問題是如何增加淡水資源量，滿足現今社會經濟的發展和人類生活的需求。地球上的水的存在形式，其中約占97％水體為海水，淡水僅占其余的3％。而在這3％的淡水的包括地下水，河流，湖泊及冰川，其中人類使用的淡水資源量不足總資源量的0.2％。我國海域占地遼闊，如果對全球水資源總量絕大部分的海水實現部分淡化，就能夠大大地改善當前所面臨的淡水缺乏的問題。利用海水淡化技術，是處理海水淡化的有效手段之一。因此，采用海水淡化技術進行海水淡化操作對淡水資源供應有重大戰略意義和發展前景。

現在被廣泛使用的海水淡化方法主要有：多級閃蒸技術、反滲透(RO)膜技術、低溫多效蒸餾技術、太陽能法、電滲析以及低壓汽蒸餾。滲透汽化作為一種近年發展起來的新型膜分離技術，其突出優點是同時兼具膜法和熱法的優勢，而且相比于膜蒸餾技術，其可選材料較為廣泛，且親水性的膜材料可有效地避免操作過程中的污染，延長膜的使用壽命，并且對進水水質要求較低，從而避免了對進料液復雜的預處理程序，有效地降低操作成本，成為繼多級閃蒸技術、低溫多效蒸飽技術和反滲透技術等脫鹽技術之后，解決當前日益嚴重的淡水資源危機和對高濃度鹽水進行處理的最有潛力的技術之一。目前用于商業化的滲透汽化膜，面臨的條件苛刻。因此，新型的膜材料要具有很好的性能及穩定性，在苛刻條件下依然保持良好的性能是目前用于滲透汽化的新型材料的首選。

MOFs材料(金屬有機框架化合物)是近幾十年興起的新型材料類型，金屬有機框架化合物的均一孔徑、高比表面積和吸附親和力等獨特的結構特點使其在組裝成具有優異性能的膜材料方面具有很強的吸引力。UiO-66是由Cavka 等人在2008年發現的一種MOFs材料，其結構組成為Zr₆(OH)₄O₄連接十二個對苯二甲酸鏈。UiO-66具有很高的水熱穩定性和化學穩定性，因此得到了廣泛的研究，且本領域仍需對UiO-66進一步改進和深入研究，以獲得具有優異性能的海水淡化材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備工藝簡單、均勻致密、在水中穩定性好、海水淡化性能優異的MOF復合材料及其制備方法和應用。