MOFs混合基质膜的制备及其对Co(Ⅱ)的分离研究

目的 为了解决MOFs原料价格昂贵且吸附剂不易回收的问题,以废旧PET瓶为酸源制备UiO-66,在聚丙烯腈中掺杂UiO-66 制备MOFs混合基质膜以提升膜材料对钴离子的分离性能.方法 先将废旧PET瓶解聚制得对苯二甲酸,再以对苯二甲酸为原料制备MOFs材料UiO-66,利用MOFs与聚合物良好的相容性,将UiO-66 分散到聚丙烯腈(PAN)中,制得MOFs混合基质膜UiO-66-PAN,通过XRD、FT-IR、BET、SEM等对UiO-66-PAN的表面形貌及结构进行分析.结果 成功制备出UiO-66-PAN,当UiO-66掺杂量由0％增加到6％时,膜材料的比表面积随UiO-66 的增加而增大;当UiO-66 掺杂量继续增加到8％时,UiO-66出现明显聚集,导致材料的膜通量和截留率降低;当 UiO-66 的掺杂量为 6％时,6％-UiO-66-PAN 的膜通量和截留率最高,分别为2654 L·m-2·h-1和 49.71％.将UiO-66-PAN用于Co(Ⅱ)的分离研究,在pH值为8.3、温度为25℃时,6％-UiO-66-PAN对Co(Ⅱ)的吸附量为26.56 mg/g,吸附过程自发吸热,符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型,经5 次循环后对Co(Ⅱ)的去除率仍保持在 80％以上.UiO-66-PAN具有良好的机械强度和稳定性,在金属离子分离方面具有潜在的应用价值.结论 UiO-66 的加入能增强膜材料对Co(Ⅱ)的吸附能力,多孔结构的MOFs材料能够增强混合基质膜对金属离子的分离性能.