[發明專利]一種負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 201910809977.0
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110614041A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 張國亮;李洋
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01D71/82
• 分類號: B01D71/82;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/02;C02F1/44
• 代理公司: 33201 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 黃美娟;王兵

1.一種負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜，其特征在于：所述的負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜按照如下方法進行制備：

(1)將金屬有機骨架顆粒MOFs分散于水中得到濃度為0.5～20mg/mL的金屬有機骨架的水溶液；

(2)配置1～10mg/mL的單寧酸水溶液與步驟(1)所得金屬有機骨架的水溶液混合，攪拌反應3～120min，然后離心分離，得到的沉淀物用甲醇和水清洗去除雜質，得到刻蝕好的中空MOFs即eMOF，保存于水相中待用；所述的金屬有機骨架與單寧酸的質量比為1：1～5；

(3)將氧化石墨烯分散于水中得到濃度為0.02～1g/L的氧化石墨烯水溶液，超聲攪拌均勻，將步驟(2)所得eMOF加入氧化石墨烯水溶液中得到混合液，抽濾于聚合物底膜上，于烘箱中干燥5～10min，而后在空氣中晾干即得負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜；所述eMOF與所述的氧化石墨烯的質量比為0.3～8：1。

2.如權利要求1所述的負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜，其特征在于：所述的氧化石墨烯按照如下方法進行制備：將鱗片石墨、硝酸鈉在冰浴下加入98％的濃硫酸中，不斷攪拌緩慢加入高錳酸鉀，冰浴下攪拌1～6h，而后在35℃下恒溫反應0.5～8h，緩慢加入去離子水，98℃恒溫反應20～200min，冷卻后緩慢加入30％過氧化氫，離心后得到產物，稀鹽酸洗滌數次后烘干得到氧化石墨；所述的鱗片石墨、硝酸鈉和高錳酸鉀的質量比為1∶0.25～2.5∶1～5；所述的去離子水的加入量以所述的鱗片石墨的質量計為40～120ml/g。

3.如權利要求1所述的負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜，其特征在于：步驟(1)中，所述的金屬有機骨架顆粒為ZIF-8。

4.如權利要求3所述的負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜，其特征在于：所述的ZIF-8的制備方法為：將六水合硝酸鋅與2-甲基咪唑分別分散于無水甲醇中分別得到濃度為0.005～0.06g/mL六水合硝酸鋅的無水甲醇溶液和濃度為0.01～0.1g/mL 2-甲基咪唑的無水甲醇溶液，然后將所述的六水合硝酸鋅的無水甲醇溶液和濃度為2-甲基咪唑的無水甲醇溶液混合均勻放入高壓反應釜中，于150℃下反應5h，得到的反應液冷卻，離心，離心產物用甲醇清洗1～3次，即得ZIF-8分散于甲醇溶液中待用；所述的六水合硝酸鋅與2-甲基咪唑的質量比為1∶1～5。

5.如權利要求1所述的負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜，其特征在于：步驟(2)中，所述單寧酸水溶液的濃度優選為3～6mg/mL。

6.如權利要求1所述的負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜，其特征在于：步驟(2)中，所述單寧酸水溶液與MOFs水溶液混合的時間為30min內。

7.如權利要求1所述的負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜，其特征在于：步驟(2)中，所述清洗方式為用甲醇和水分別清洗1～3次。

8.如權利要求1所述的負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜，其特征在于：步驟(3)中，所述的聚合物底膜的材質為聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜或聚酰亞胺。

9.如權利要求1所述的負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜，其特征在于：步驟(3)中，所述的干燥溫度為40～80℃。

10.一種如權利要求1所述的負載中空MOF的氧化石墨烯復合膜應用于鹽類或染料的分離。