[发明专利]一种MOFs聚合物中空纤维复合膜及其制备方法

权利要求书

1.一种MOFs聚合物中空纤维复合膜，其特征在于：所述的MOFs附着基体为聚合物膜。

2.一种制备权利要求1所述的MOFs聚合物中空纤维复合膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）铸膜液的配置：将铸膜液母液加入不锈钢反应釜中，并在80-130℃高温下搅拌4-16h后形成均相溶液，然后将所得的均相溶液在80-130℃静置脱泡8-12 h，铸膜液母液包含按重量百分比浓度为20-40wt.%的聚偏氟乙烯、0-10wt.%的聚丙烯酸和稀释剂；

（2）芯液的配置：纺丝的芯液为去离子水、无水乙醇、无水丙醇、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、癸二酸二辛酯中的一种或多种；

（3）纺丝成型：利用纺丝设备，将铸膜液通过喷丝头喷丝，并在芯液的作用下经过一定的空气程冷却为中空纤维初生膜；

（4）萃取及干燥：将步骤（3）所得的中空纤维初生膜浸入萃取槽中，萃取其中的稀释剂，然后通过鼓风设备干燥；

（5）浸入第一水相槽：将膜丝在牵丝装置的牵引下，浸入水相槽中1-10min，水相槽中含有一定浓度的金属配体/去离子水溶液, 金属阳离子会通过静电作用与聚合物膜丝中的聚丙烯酸的羧基结合，再通过鼓风干燥设备去除膜丝表面残余水分；

（6）浸入第二水相槽：通过牵丝装置，将膜丝浸入第二水相槽中1-30min，水相槽中为一定浓度的聚合物阳离子/去离子水溶液，阳离子聚合物通过静电作用吸引在聚合物膜丝表面， 并通过电热鼓风干燥装置干燥60s, 烘干膜丝表面多余水分；

（7）浸入油相槽：将膜丝浸入有机配体油相槽中1-30min, 有机配体与金属配体在界面处反应，原位生成MOFs粒子；

（8）后处理：将所得的膜丝用无水乙醇清洗，并在室温下晾干备用。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中的聚偏氟乙烯浓度为25-35wt.%。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中的稀释剂为N-甲基吡咯烷酮、水杨酸甲酯、三乙酸甘油酯、γ-丁内酯、磷酸三乙酯、癸二酸二辛脂、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、辛醇、十二醇中的一种或多种。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（4）中的萃取剂为无水乙醇或无水丙醇。

6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（5）中的金属配体可以Zn²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Co²⁺等的盐溶液，浓度为0.02-0.2 mol/L。

7.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（6）中的聚合物阳离子为聚乙烯亚胺PEI、壳聚糖、聚 L-赖氨酸PLL、 和聚甲基丙烯酸-N，N-二甲基氨基乙酯PDMAEMA中的一种或几种，阳离子聚合物浓度为0.5-2.0wt.%, 溶剂为去离子水。

8.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（7）中的有机配体为2-甲基咪唑、吡啶、均苯三酸中的一种或几种，浓度为0.04-0.60 mol/L，溶剂为正己烷、正辛醇、正庚烷、十二醇中的一种或几种。

9.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中的稀释剂为N-甲基吡咯烷酮、水杨酸甲酯、三乙酸甘油酯、γ-丁内酯、磷酸三乙酯、癸二酸二辛脂、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、辛醇、十二醇中的一种或多种；所述的步骤（4）中的萃取剂为无水乙醇或无水丙醇；所述的步骤（5）中的金属配体可以Zn²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Co²⁺等的盐溶液，浓度为0.02-0.2 mol/L；所述的步骤（6）中的聚合物阳离子为聚乙烯亚胺PEI、壳聚糖、聚 L-赖氨酸PLL、 和聚甲基丙烯酸-N，N-二甲基氨基乙酯PDMAEMA中的一种或几种，阳离子聚合物浓度为0.5-2.0wt.%, 溶剂为去离子水；所述的步骤（7）中的有机配体为2-甲基咪唑、吡啶、均苯三酸中的一种或几种，浓度为0.04-0.60 mol/L，溶剂为正己烷、正辛醇、正庚烷、十二醇中的一种或几种。