一种耐高温氧化锌纳米棒支撑的三明治结构含锌金属有机骨架膜的制备方法

摘要

本发明提供一种新颖的耐高温氧化锌纳米棒支撑的具有三明治结构式含锌金属有机骨架（ZIFs）膜的制备方法，通过在多孔载体上引入一层纳米氧化锌棒作为连接载体和ZIFs膜的桥梁,构筑形成氧化锌纳米棒支撑的三明治结构式膜。氧化锌纳米棒层有以下功能:①修饰载体表面以有利于ZIFs膜的均匀生长;②充当ZIFs膜连续生长的均相诱导成核生长点,以保证完整的高筛分性能膜的形成;③氧化锌纳米棒层充当了载体与膜层之间的桥联作用,解决了膜与载体之间的结合问题,保证该膜的高稳定性。与传统的ZIFs膜制备方法相比，本发明制备的膜不仅分离性能高、耐高温，而且过程简单，重复性好,便于规模制备放大，应用前景广泛。

主权项

一种耐高温氧化锌纳米棒支撑的三明治结构含锌金属有机骨架膜的制备方法，是在多孔载体上长一层氧化锌纳米棒，再经过不同溶剂的配体溶液活化后, 在一定温度下成膜形成具有筛分功能的致密氧化锌纳米棒支撑的三明治结构含锌金属有机骨架膜；其特征在于以下步骤：（一）引入氧化锌纳米棒a）多孔载体上引入纳米氧化锌晶种: 配制氧化锌溶胶，含锌物质含量为0.2～3wt%的乙二醇甲醚溶液，多孔载体在锌溶胶中浸渍‑提拉10～60s, 然后在80～150℃下干燥0.5～3h，重复上述操作2～3次，然后400℃～600℃煅烧1～3h，得到表面具有纳米氧化锌颗粒晶种的载体;b) 氧化锌纳米棒层在具有纳米氧化锌颗粒晶种的多孔载体上的制备：配好含0.05～0.5M六水合硝酸锌和0.05～0.5M六亚甲基四胺的溶液，将其在80℃～120℃温度下反应生长3～5h，得到具有一层棒状结构的氧化锌层；c)氧化锌纳米棒层的活化: 采用含有0.2～0.8M的2‑甲基咪唑溶液对氧化锌纳米棒层进行活化，活化温度为30～60ºC, 活化时间为0.5～6h；（二）制备氧化锌纳米棒支撑的三明治结构式含锌金属有机骨架膜将步骤（一）得到的氧化锌纳米棒层放入含锌金属有机骨架膜合成液中，含锌金属有机骨架膜合成液的配比为HCOONa: ZnCl₂: 2‑ MeIM : MeOH = 1.5 : 1.0 : 1.5: 900；晶化温度为50～120℃，生长时间为2～10h，获得氧化锌纳米棒支撑的具有三明治结构的不同厚度含锌金属有机骨架膜。