[发明专利]沸石咪唑类金属有机框架膜的制备方法与降解抗生素方法

说明书

本发明公开了一种沸石咪唑类金属有机框架膜的制备方法与抗生素的降解方法。所述制备方法包括将双酚A型聚砜和热塑性聚氨酯弹性体溶解于二甲基甲酰胺和N‑甲基毗咯烷酮的混合液中，用以制备纺丝液的工作步骤，制备双酚A型聚砜和热塑性聚氨酯弹性体共混膜的工作步骤，制备沸石咪唑类金属有机框架膜的工作步骤。所述降解方法包括将沸石咪唑类金属有机框架膜加入到抗生素溶液（指含有抗生素的污水）中的工作步骤，调节抗生素溶液的pH值的工作步骤，在常温下以固定的速率磁力搅拌抗生素溶液的工作步骤，用500w氙灯照射抗生素溶液进行光催降解的工作步骤。所述制备方法简单，易于规模化生产；所述降解方法具有简单、高效、实用的优点。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种沸石咪唑类金属有机框架膜的制备方法与降解抗生素方法。

背景技术

沸石咪唑类金属有机框架（英文为Zinc Imidazole Frameworks, 缩写为ZIF或ZIFs）膜，是将咪唑环上的Ｎ原子络合到金属离子上形成的一类具有沸石拓扑结构的多孔晶体材料，本领域技术人员通过调控配体或配体种类及其相互作用，可制备不同结构的ZIF膜。近年来，沸石咪唑类金属有机框架膜，例如ZIF-8膜，在污水的处理、海水的淡化等领域得到了广泛的应用。而应用ZIF膜处理污水或淡化海水的关键之一在于ZIF膜的制备。

授权公告号为CN 104772046 B的发明专利公开了一种沸石咪唑类金属有机框架膜（ZIF-8膜）的制备方法及其在在海水淡化中的应用。该发明专利的实施例1所公开的ZIF-8膜的制备方法包括下述步骤：

步骤1.多巴胺功能化修饰多孔氧化铝基体

将0.5g多巴胺盐酸盐溶解在70mL蒸馏水中，搅拌混和均匀后加入三羟甲基氨基甲烷，调节溶液的pH值为8-10。将将清洗干燥后的多孔氧化铝基体放入上述多巴胺缓冲溶液中，在室温下反应12-48h后，经蒸馏水和乙醇冲洗后室温下干燥24h待用。

步骤2：在聚多巴胺修饰的氧化铝基体表面生长ZIF-8晶种

将0.2g Zn(NO₃)₂·6H₂O溶于30mL去离子水中，配制成溶液A；将1.0g 2-甲基咪唑30mL去离子水中，配制成溶液B。将步骤1修饰的氧化铝陶瓷管浸入溶液A中1h后取出，然后用去离子水冲洗若干次后，再将其浸入溶液B1h后取出，用去离子水冲洗若干次。循环重复操作上述在A溶液和B溶液中浸渍和洗涤步骤5个循环后，将氧化铝陶瓷管在室温下干燥24h待用。

步骤3：ZIF-8膜的形成

将2 .152g ZnCl₂溶于100mL无水甲醇中，电磁搅拌至溶液澄清，配制成溶液A；将2.592g 2-甲基咪唑溶和1.072g甲酸钠溶于100mL无水甲醇中，电磁搅拌至溶液澄清，配制成溶液B；将澄清的溶液B缓慢加入溶液A中，同时电磁搅拌使溶液混合均匀，配制成ZIF-8合成液；将合成液倒入放有步骤2中得到的表面含有晶种的氧化铝陶瓷管的反应罐中，将反应罐放置微波反应器中，在105°C温度条件下反应4.5h后，取出并用无水甲醇冲洗干净后室温条件下干燥。

CN 104772046 B号发明专利的另外5个实施例（实施例2～实施例6）也分别公开了ZIF-8膜的制备方法，因这些方法与实施例1所公开的方法大同小异，故本说明书不再赘述。总的说来，根据该发明专利方法所制备的ZIF-8膜能够较好地解决海水的淡化问题。然而，该发明专利也存在一定的局限性，主要表现在以下两个方面：

其一，制备ZIF-8膜的工艺流程较为复杂，生产成本较高。

其二，所述ZIF-8膜的应用领域较为狭窄，例如，该ZIF-8膜在污水的处理方面作用有限，特别是，当污水中的土霉素等抗生素超标时，该ZIF-8膜难以有效去除废水中的抗生素。