[发明专利]一种在管式陶瓷支撑体内壁制备金属有机骨架膜的方法

权利要求书

1.一种在管式陶瓷支撑体内壁制备金属有机骨架膜的方法，其具体步骤如下：

（1）支撑体的预处理：选取管式陶瓷膜作为支撑体，用水冲洗后烘干，再用氨基硅烷有机溶液浸泡支撑体1～3h,烘干备用；

（2）金属有机骨架晶种层的制备：先配置晶种溶液，将金属盐、有机配体和溶剂混合并搅拌均匀，其中晶种溶液中金属盐的质量百分浓度为0.2～5%，有机配体的质量百分浓度为0.9%～6%；然后将晶种溶液在2～8mL·min^-1的流速及30～250℃温度下不间断地循环流过预处理过的支撑体内腔0.5～3h，结束后用溶剂冲洗干净并烘干，得到内壁长有金属有机骨架晶种的支撑体；

（3）金属有机骨架膜的制备：先配置制膜母液，将金属盐、有机配体和溶剂混合并搅拌均匀，其中制膜母液中金属盐的质量浓度为0.5～6%，有机配体的质量浓度为1%～12%；然后将制膜母液在2～8mL·min^-1流速及30～250℃温度下不间断地循环流过长有晶种的支撑体内腔2～12h，结束后用溶剂冲洗干净并烘干，得到金属有机骨架管式内膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的氨基硅烷有机溶液中氨基硅烷的体积百分浓度为2～5%；有机溶剂为乙醇、甲醇或甲苯。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的氨基硅烷有机溶液中的氨基硅烷为3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三乙氧基硅烷、N.N-二乙基氨丙基三甲氧基硅烷或3-(N,N-二甲基胺丙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）和（3）中所述的金属盐中的金属元素均为Mg、Al、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Sr、Zr、Nb、Mo、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd；步骤（2）和（3）中有机配体为羧酸或者咪唑有机物中的一种或两种。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述的羧酸有机物为间苯二甲酸、对苯二甲酸、2，6-萘二甲酸、富马酸、琥珀酸、马来酸、草酸、酒石酸、戊二酸、柠檬酸、1，2，3-苯三甲酸、1，2，4-苯三甲酸、1，3，5-苯三甲酸，1，2，4，5-苯四甲酸或者1，4，5，8-奈四羧酸；所述的咪唑有机物为咪唑、苯并咪唑、2-甲基咪唑，2-乙基咪唑，5-氯苯并咪唑，嘌呤，2-硝基咪唑、4，5-二氯咪唑、5，6-二甲基苯并咪唑、5-甲基苯并咪唑、5-溴苯并咪唑、5-硝基苯并咪唑、4-氰基咪唑、咪唑-2-羰基甲醛、5-氮杂苯并咪唑或4-氮杂苯并咪唑。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的金属盐为金属的硝酸盐、醋酸盐或氯盐。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）和（3）中配置溶液和清洗所用的溶剂均为乙醇、二甲基甲酰胺、甲苯、甲醇、氯苯、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜、水、过氧化氢、甲胺、氢氧化钠溶液、N-甲基吡咯烷酮醚、乙腈、苄基氯、三乙胺、乙二醇或四氢呋喃中的任意一种或者两种混合物。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的管式陶瓷膜支撑体为单管状支撑体、多通道管状支撑体、单管式中空纤维、多通道中空纤维或者蜂窝陶瓷。