065] 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。
[0066] 步骤2 :在聚多巴胺修饰的氧化铝基体表面生长ZIF-8晶种
[0067] 将0· 2g Zn(NO3)2 · 6H20溶于30mL去离子水中，配制成溶液A ;将1.0 g 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Ih后取出， 然后用去离子水冲洗若干次后，再将其浸入溶液Blh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。
[0068] 步骤3 :ZIF_8膜的形成
[0069] 将2. 152g ZnCl2溶于IOOmL无水甲醇中，电磁搅拌至溶液澄清，配制成溶液A ;将 2. 592g 2-甲基咪挫溶和I. 072g甲酸钠溶于IOOmL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。
[0070] 实施例2 :ZIF-8膜的制备2
[0071] 步骤1:同实施例1。
[0072] 步骤2 :在聚多巴胺修饰的氧化铝基体表面生长ZIF-8晶种
[0073] 将0· Ig Zn(NO3)2 · 6H20溶于30mL去离子水中，配制成溶液A ;将2. Og 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Ih后取 出，然后用去离子水冲洗若干次后，再将其浸入溶液B Ih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。
[0074] 步骤3:同实施例1。
[0075] 实施例3 :ZIF_8膜的制备3
[0076] 步骤1:同实施例1。
[0077] 步骤2 :在聚多巴胺修饰的氧化铝基体表面生长ZIF-8晶种
[0078] 将0· Ig Zn(NO3)2 · 6H20溶于30mL去离子水中，配制成溶液A ;将2. Og 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Ih后取 出，然后用去离子水冲洗若干次后，再将其浸入溶液B Ih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10个循环后，将氧化铝陶瓷管在室 温下干燥24h待用。
[0079] 步骤3:同实施例1。
[0080] 实施例4 :ZIF-8膜的制备4
[0081] 步骤L同实施例1。
[0082] 步骤2:同实施例1。
[0083] 步骤3 :ZIF_8膜的形成
[0084] 将2. 152g ZnCl2溶于IOOmL无水甲醇中，电磁搅拌至溶液澄清，配制成溶液A ;将 2. 592g 2-甲基咪挫溶和I. 072g甲酸钠溶于IOOmL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 反应罐放置烘箱中，在85°C温度条件下反应24h后，取出并用无水甲醇冲洗干净后室温条 件下干燥。
[0085] 实施例5 :ZIF_8膜的制备5
[0086] 步骤1.同实施例1。
[0087] 步骤2:同实施例2。
[0088] 步骤3:同实施例4。
[0089] 实施例6 :ZIF-8膜的制备6
[0090] 步骤1.同实施例1。
[0091] 步骤2:同实施例3。
[0092] 步骤3:同实施例4。
[0093] 实施例7. ZIF-8膜的微观结构表征和海水性能检测
[0094] 采用FESEM(S-4800)对制备的ZIF-8膜表面微观形貌及其厚度进行表征；采用 XRD (Bruker D8 ADVANCE)分析ZIF-8膜结构组成；通过气体渗透考查制备得到的分子筛膜 的分离性能。
[0095] ZIF-8膜的海水淡化性能检测方法见上述技术方案4。将预先加热的海水由磁力 循环泵从原料槽向渗透池的原料腔输送，渗透腔用机械泵抽真空。恒温水槽控制原料液和 渗透池的温度，液氮冷阱用来收集渗透液。间隔一定的时间取样、称重、分析组成。原料液 和渗透液的电导率通过电导率仪测定。ZIF-8膜的海水淡化性能由水透量和脱盐率由评价。 水透量J和脱盐率R下列由公式确定： ,炚. Kf-Kp
[0_ Λ=-^
[0097] 其中W渗透液的质量（Kg)、Λ t为取样时间间隔（h)、A为ZIF-8膜的有效渗透面 积（m2)、Kf为原料液的电导率、κ f为渗透液的电导率。
[0098] 上述实施例合成的ZIF-8膜在100°C温度下的海水淡化性能结果见表1和表2.
[0099] 表 1
[0100]
【主权项】
1. 一种沸石咪唑类金属有机框架ZIF-8膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以 下步骤： a) 提供一功能化修饰的基体； b) 在已功能化修饰的基体表面形成ZIF-8晶种层； c) 提供ZIF-8合成液，并将含有ZIF-8晶种层的基体与ZIF-8合成液反应，得到所述 ZIF-8 膜。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b)还包括以下步骤： bl)提供溶液A，所述溶液A为Zn(NO3) 2溶液； b2)提供溶液B，所述溶液B为2-甲基咪唑溶液；b3)将基体浸入溶液A中，取出并冲洗； b4)将基体浸入溶液B中，取出并冲洗； b5)任选地，循环步骤b3)和b4)N次，其中N为大于或等于1的整数；b6)干燥基体。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还具有以下一个或多个特征： 溶液八中211(勵3) 2的浓度为0.01-0.1111〇1/1; 溶液B中2-甲基咪唑的浓度为0? 1-1.Omol/L;和 基体在溶液A和溶液B中浸渍的时间分别为0. 5-2h。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c)还包括以下步骤： cl)提供溶液C，所述溶液C为ZnCl2的无水甲醇溶液； c2)提供溶液D，所述溶液D为2-甲基咪唑和甲酸钠的无水甲醇溶液；c3)制备ZIF-8合成液； c4)将ZIF-8合成液与含有ZIF-8晶种层的基体在反应罐中反应；c5)取出基体并冲洗及干燥。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，溶液C中ZnCl2的浓度为0. 01-0. 10m〇l/L， 和/或 溶液D中2-甲基咪唑的浓度为0? 10-1.Omol/L，甲酸钠的浓度为0? 01-0. 10mol/L〇
6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，ZIF-8合成液中摩尔组成为 ZnCl2:aC4H6N2:bHC00Na:cCH30H，其中a= 1. 5-10,b= 0? 1-2,c= 300-1000。
7. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤c4)中在反应罐中的反应在加热条件 下进行，所述加热包括电加热和微波加热，且电加热反应的温度为50-100°C，反应时间为 4-48h;和 / 或 微波加热反应的温度为100-150°C，反应时间为l-4h。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)和步骤b)均在1-30°C下进行。
9. 一种沸石咪唑类金属有机框架ZIF-8膜，其特征在于，所述ZIF-8膜使用如权利要求 1-8任一所述的方法制成。
10. 如权利要求9所述的ZIF-8膜，其特征在于，所述ZIF-8膜具有以下一个或多个特 征： 膜厚度为20-25微米；和 膜面积为2. 5 - 30平方厘米。
11. 如权利要求9所述的ZIF-8膜的用途，其特征在于，用于海水淡化，且在海水淡化中 应用时，水通量在l〇〇°C操作温度下高于12. 9KgAm2h)。
12. -种海水淡化装置，其特征在于，所述装置包括如权利要求9所述的ZIF-8膜。
13. -种海水淡化方法，其特征在于，所述方法使用如权利要求9所述的ZIF-8膜，并包 括以下步骤： 被淡化的海水通过ZIF-8膜，盐类物质被截留在膜的一侧，淡水进入膜的另一侧。
【专利摘要】本发明公开了一种沸石咪唑类金属有机框架ZIF-8膜的制备方法。该方法包括步骤：a)提供一功能化修饰的基体；b)在已功能化修饰的基体表面形成ZIF-8晶种层；c)提供ZIF-8合成液，并将含有ZIF-8晶种层的基体与ZIF-8合成液反应，得到所述ZIF-8膜。本发明的方法简单高效，合成条件温和可控、不污染环境，易于规模化制备，解决了ZIF-8膜制备过程中异相成核困难、难以在管状基体表面制备的问题。采用本发明方法制备的ZIF-8膜在海水淡化中脱盐效果好，具有较好的应用前景。
【IPC分类】B01D67-00, B01D71-06, C02F1-44, C02F103-08
【公开号】CN104772046
【申请号】CN201510167077
【发明人】黄爱生, 刘倩, 朱雅琼
【申请人】中国科学院宁波材料技术与工程研究所
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月9日