[发明专利]一种ZIFs混合基质复合纳滤膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种ZIFs混合基质复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

1)功能化支撑膜的制备：

其包括以下步骤：

1a)将聚丙烯腈溶于第一有机溶剂，静置脱泡，得到铸膜液；

1b)将步骤1a)得到的所述铸膜液刮涂在无纺布上，然后通过非溶剂致相转化法制备成聚合物支撑膜，然后将所述聚合物支撑膜在NaOH溶液中浸泡处理，取出后去离子水对膜表面进行冲洗，直至冲洗水为中性，得到功能化支撑膜；

或者，其包括以下步骤：

1c)将带有负电荷的非水溶性聚合物共混于主体聚合物的第二有机溶剂中，然后通过相转化法制备功能化支撑膜；

2)金属盐溶液浸泡：

将步骤1)得到的所述功能化支撑膜在金属盐溶液中浸泡，取出后用去离子水对膜表面进行冲洗；

3)表面反应生成选择性分离层和ZIFs：

配置聚阳离子电解质和2-甲基咪唑的混合溶液，将上述混合溶液倒在步骤2)制备的功能化支撑膜表面，静置、反应，用去离子水冲洗膜表面除去未反应的物质；

4)后处理：

对步骤3)得到的膜进行甘油浸泡和高温烘干后处理，最终得混合基质复合纳滤膜；

所述第一有机溶剂为N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜；

所述主体聚合物选自聚醚砜、聚砜或聚苯酚中的任意一种；

所述带有负电荷的非水溶性聚合物选自磺化聚醚醚酮、苯乙烯-马来酸酐共聚物或羧基化聚砜中的任意一种；

所述第二有机溶剂为N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜；

所述金属盐溶液为硝酸锌或者硝酸钴中的一种；

所述聚阳离子电解质为聚乙烯亚胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵或者多巴胺中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种ZIFs混合基质复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：

步骤1a)中，铸膜液中溶质的质量百分数为14～25％；

步骤1b)中，NaOH溶液的质量浓度为2％-15％；NaOH溶液的溶剂为水、甲醇或乙醇；浸泡处理的处理温度为20-60℃，处理时间1-60min。

3.根据权利要求1所述的一种ZIFs混合基质复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述金属盐溶液的质量浓度范围为0.1-3％，浸泡时间1-12h。

4.根据权利要求1所述的一种ZIFs混合基质复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤3)中：

聚阳离子电解质的质量浓度范围为0.1-0.5％，2-甲基咪唑的质量浓度范围为0.1-3％，反应时间为5-120min。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种ZIFs混合基质复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤4)中：

甘油溶液质量浓度为5-15％，浸泡时间5-60min；

高温处理温度为60-120℃，时间为5-20min。

6.一种根据权利要求1至5任一所述的制备方法制备得到的ZIFs混合基质复合纳滤膜。

7.根据权利要求6所述的ZIFs混合基质复合纳滤膜，其特征在于：其截留分子量范围为200-400Da。

8.一种根据权利要求6或7所述的ZIFs混合基质复合纳滤膜的应用，其特征在于：作为高通量选择性纳滤膜。