[發明專利]一種具有高抗污染性的MOF-199@PVDF基質共混膜及制備方法

在審

• 申請號: 201810216227.8
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108310985A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 王海濤;奧德;常娜;師夢閃;張浩;呂美嬋;劉亞攀
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 暫無信息
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本發明涉及一種具有高抗污染性的MOF?199@PVDF基質共混膜及制備方法。基質共混膜系由包括PVDF樹脂、金屬有機框架材料MOF?199和致孔劑的鑄膜液經相轉化法制得，該共混膜不僅純水通量得到大幅度的提高，其牛血清蛋白(BSA)截留率和抗污染性也得到改善，可應用于膜過濾領域。

技術領域

本發明涉及一種具有高抗污染性的MOF-199@PVDF基質共混膜及制備方法。該膜利用金屬有機框架材料MOF-199作為添加劑與PVDF共混制得，該膜具有較高截留率和高抗污染性，適用于膜過濾工藝中。

背景技術

在膜分離過程中，膜的分離性能主要取決于膜材料的性能，高性能分離膜材料的開發始終是該領域研究的核心和關鍵所在，可以有力的推動膜分離技術的發展。在液體分離膜技術領域，提高有機高分子膜的親水性和抗污染性是膜改性的主要目的之一。當膜應用于水相體系過濾和分離時，水相中的膠體和蛋白質等物質極易在膜表面和膜孔內發生吸附或沉積，造成膜污染，使膜通量隨著運行時間的延長而下降，影響了膜的分離性能，縮短了膜的使用壽命。

金屬-有機骨架材料(Metal-Organic Framework，MOF)，亦稱配位聚合物，是一類建立在金屬與有機配體相互作用基礎上的結構規則有序的多孔固體材料。MOF的形成是金屬和有機配體的自組裝過程，由于MOF結構中金屬種類及其配位形式多樣，致使MOF種類組成多樣，結構十分豐富。

該發明將MOF-199添加在PVDF鑄膜液中制成MOF-199@PVDF基質共混膜，表現出良好過濾效率和高抗污染性。

發明內容

本發明的目的是提供了一種可用于膜過濾的MOF-199@PVDF基質共混膜，該膜利用PVDF和MOF-199共混，顯著提高了純水通量，同時改善了截留率和抗污染性。

本發明涉及一種具有高抗污染性的MOF-199@PVDF基質共混膜，其特征在于：該膜由包括10-30wt％的聚偏氟乙烯樹脂、0.1-15wt％的金屬有機框架材料MOF-199添加劑、5-30wt％致孔劑、40-60wt％溶劑的鑄膜液經相轉化法制得，其中金屬有機框架材料加入溶劑中分散后添加聚偏氟乙烯；所述的致孔劑為聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙醇、或者它們的混合物；所述的溶劑為N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺或它們的混合物。

本發明涉及一種具有高抗污染性的MOF-199@PVDF共混膜的制備方法，其特征在于：鑄膜液包括10-30wt％聚偏氟乙烯樹脂、0.1-15wt％金屬有機框架材料MOF-199添加劑、5-30wt％致孔劑、40-60wt％溶劑；鑄膜液經脫泡、刮膜、浸沒獲得基質共混膜。

1、鑄膜液的制備

將MOF-199添加劑加入到溶劑中，超聲分散0-3小時，再加入在真空干燥箱中經80-110℃條件下、6-12小時烘干的聚偏氟乙烯，于35-70℃范圍內的恒溫水浴中持續溶解攪拌，1小時后加入致孔劑繼續攪拌，共攪拌3-8小時。隨后靜置脫泡12-30小時。

2、相轉化法制備基質共混膜

使用自動刮膜機制備MOF-199@PVDF基質共混膜。在常溫下將鑄膜液均勻地涂在干凈玻璃板上，刮膜棒螺紋厚度為200μm，然后將玻璃板浸入25℃水浴中，將所得的膜從玻璃板剝離并浸入去離子水中3天以除去殘余溶劑和非溶劑添加劑。

本發明還涉及上述具有高抗污染性的MOF-199@PVDF基質共混膜用于膜過濾工藝。

本發明與已有技術相比具有以下優點：

1、本發明所提供的MOF-199@PVDF膜純水通量大于其他膜。

2、本發明所提供的MOF-199@PVDF膜具有較高的截留率和良好抗污染性。