亲水改性ZIF-8 对聚酰胺纳滤膜性能的影响

王 亮 ，谷康辉 ，杨晨阳 ，赵 斌

（1.天津工业大学 环境科学与工程学院，天津 300387；2.天津工业大学 省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室，天津 300387）

纳滤技术具有能耗低、稳定性高、投资成本低等特点，在饮用水软化、工业分离、废水处理及资源化方面有良好的应用前景。目前商品化纳滤膜主要为界面聚合法制备的聚酰胺（PA）复合薄膜（TFC）[1-3]。而近年来随着纳米科学的不断发展，在界面聚合过程中引入纳米添加剂所得到的纳米复合薄膜（TFN）在膜渗透性和选择性上都表现出卓越的性能[4-6]。

金属有机框架（MOFs）是一类具有规则孔结构、孔隙率高、比表面积大的新型材料[7-11]。与传统的无机纳米材料相比，MOFs 中的有机配体显著提高了其与有机高分子材料间的兼容性，为避免相界面处产生无选择性大孔和制备无缺陷TFN 膜提供了有利条件[5，12-13]。ZIF-8 是研究最广泛的MOFs 材料之一，因其具有类似沸石的结构及良好的水热稳定性而常被用于TFN膜的制备[14-15]。Wang 等[16]研究了 ZIF-8 分散相对 PA纳滤膜性能的影响。由于ZIF-8 纳米颗粒的疏水性，其在正己烷中分散性更好，有效避免了团聚问题，制得的PA/ZIF-8（O）膜的性能明显优于分散在水相中制得的PA/ZIF-8（A）膜的性能。纳米材料的分散性对于TFN 膜性能具有至关重要的影响[17]。Beha 等[18]通过界面聚合法制备了PSS 涂层ZIF-8 纳米颗粒的TFN 正渗透膜，通过提高纳米颗粒的分散性和亲水性从而提高了膜的渗透通量以及抗溶胀性。通过改性提高纳米材料亲水性，以改善其水相分散性，已成为制备高性能TFN 膜的重要手段[19]。……