聚合物嵌入的金属有机骨架膜，其制备方法、装置与应用

摘要

本发明提供了一种聚合物嵌入的金属有机骨架膜，及其制备方法、制备装置与应用，其制备方法为：(1)将中空纤维膜封装于错流的膜组件中，形成中空纤维膜组件；(2)将金属盐、配体分别溶于溶剂中，得到金属盐溶液、配体溶液；(3)分别将金属盐溶液和配体溶液同时泵入中空纤维膜组件的壳程和管程进行膜的合成，在30～60℃下持续泵入12～48h后，再将醇溶剂或者水分别泵入中空纤维膜组件的壳程和管程进行膜的清洗，最后将膜干燥，即得聚合物嵌入的金属有机骨架膜；本发明所得的膜可应用于混合气体的分离；本发明在金属有机骨架膜的合成中直接加入待嵌入的极性聚合物，摒弃了传统的先合成后修饰的方式，简洁高效且成本低。

主权项

一种聚合物嵌入的金属有机骨架膜，其特征在于，所述聚合物嵌入的金属有机骨架膜按如下方法制备得到：(1)将中空纤维膜封装于错流的膜组件中，形成中空纤维膜组件，所形成的中空纤维膜组件中，中空纤维膜内部的空间为管程，中空纤维膜外部与膜组件外壳之间的空间为壳程；所述的中空纤维膜为胺化后的聚偏氟乙烯膜或聚酰亚胺膜；(2)将金属盐溶于溶剂中，得到金属盐溶液；将配体与极性聚合物溶于溶剂中，得到配体溶液；所述金属盐为FeCl₃、AlCl₃、Cr(NO₃)₃、Co(NO₃)₂、ZnCl₂、Zn(NO₃)₂、Cu(NO₃)₂或醋酸铜；所述配体为苯并咪唑、2‑甲基咪唑、均苯三甲酸或对苯二甲酸；所述极性聚合物为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚砜、聚醚砜或聚醚酰亚胺；所述溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺，或者水/乙醇混合液；所述金属盐溶液中金属盐的浓度为1.25～125mmol/L；所述配体溶液中配体的浓度为2.5～250mmol/L、极性聚合物的浓度为0.5～10g/L；(3)分别将步骤(2)得到的金属盐溶液和配体溶液以0.5～5mL/min的流量同时泵入步骤(1)得到的中空纤维膜组件的壳程和管程进行膜的合成，在30～60℃下持续泵入12～48h后，再将醇溶剂或者水以0.5～5mL/min的流量分别泵入中空纤维膜组件的壳程和管程进行膜的清洗，最后将膜干燥，即得所述聚合物嵌入的金属有机骨架膜；所述醇溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇。