一种基于改性ZIF-8的PVDF超疏水复合膜的制备方法

一种基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法
技术领域
1.本发明涉及超疏水复合膜技术领域，具体涉及一种基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法。


背景技术：

2.膜蒸馏(membranedistillation，md)是一种采用疏水微孔膜以膜两侧蒸气压差为传质驱动力的新型膜分离过程叫.膜蒸馏过程是气态在膜孔扩散的过程，传质速度快，单位膜面积通量大，同时能够在常压和低于溶液沸点下进行，可以直接利用溶液本身的余热或工厂的废热等低能位热源，大大降低运营成本，而且设备简单、操作容易、膜使用寿命长。
3.近年来，超疏水膜在自清洁、微流体系及特殊分离等方面的潜在应用，使人们认识到疏水性膜对实际生产的巨大影响，因此制备超疏水性膜成为研究者关注的焦点。聚偏氟乙烯(polyvinylidene difluoride，pvdf)是一种疏水性的线型结晶性聚合物，与其他高分子化学材料相比具有强机械性能、较高的疏水性、良好的热力学和化学稳定性和，是用于制备超疏水膜的优选材料。尽管对pvdf膜的研究已有很多进展，但是制备出满足工业生产需求的超疏水pvdf膜仍具有很大挑战性。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法。
5.为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法，按照以下步骤进行：
7.1)利用3-(氨丙基)三乙氧基硅烷(3-(aminopropyl)triethoxysilane,aptes)对zif-8纳米颗粒进行改性，制备功能化aptes-zif-8纳米材料；
8.2)将pvdf膜浸入naoh溶液中进行预处理，得到pvdf-oh膜；
9.3)aptes-zif-8加入去离子水中，进一步超声分散形成悬浮液，将悬浮液喷于pvdf-oh膜单面；
10.4)将步骤3)所得pvdf-oh膜干燥后，与1h,1h,2h,2h-全氟辛基三氯硅烷(1h,1h,2h,2h-perfluorooctyltrichlorosilane，fots)放置于同一器皿内密封反应，进行汽化，制得改性后的aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜。
11.优选的，所述步骤1)中，制备功能化aptes-zif-8纳米材料的方法，包括以下步骤：
12.s1、分别将2-甲基咪唑和zn(no3)2·
6h2o溶于甲醇，将zn(no3)2·
6h2o甲醇溶液边搅拌边倒入2-甲基咪唑甲醇溶液，继续搅拌得到白色浑浊溶液，离心洗涤后得到白色固体，干燥后得到zif-8纳米材料；
13.s2、将zif-8纳米材料在150℃真空处理后，在甲苯和aptes混合溶剂中70℃回流5小时后离心洗涤，继续干燥后得到白色固体aptes-zif-8纳米材料。
14.优选的，所述步骤2)中，naoh溶液浓度为7.5mmoll-1
，浸泡温度为70℃，反应时间为
2h。
15.优选的，所述步骤3)中，悬浮液浓度为0.2mgml-1
，超声时间为30min。
16.优选的，所述步骤4)中，汽化温度为70℃，汽化时间为8h。
17.优选的，所述s1中，2-甲基咪唑和zn(no3)2·
6h2o的摩尔质量比范围是7.5:1～8.2:1，搅拌时间为1h。
18.优选的，所述s2中，真空处理时间为12h。
19.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
20.本发明中aptes-zif-8纳米材料在溶剂甲醇中的分散性强，有利于在pvdf膜上较为均匀的分布。同时，aptes-zif-8表面具有丰富的-nh2和-oh等活性位点，有利于与羟基化pvdf膜发生接枝反应。pvdf膜表面接枝aptes-zif-8纳米颗粒后再氟化从而形成稳定的aptes-zif-8超疏水层。通过本发明方法制备的aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜具有优异的抗污染性能和稳定优良的抗润湿性能，并具有较高截盐率。
附图说明
21.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
22.图1(a)和1(b)为zif-8和aptes-zif-8的sem图。
23.图2(a)为zif-8和aptes-zif-8的动态光散射(dynamiclight scattering,dls)分析图；图2(b)zif-8和aptes-zif-8的zeta电位图。
24.图3为zif-8和aptes-zif-8的ftir谱图。
25.图4为zif-8和aptes-zif-8的pxrd图谱。
26.图5(a)为aptes-zif-8的xps谱图；图5(b)-5(f)分别为zn2p、si2p、c1s、n1s和o1s能谱。
27.图6为zif-8和aptes-zif-8的热重分析曲线。
28.图7(a)和(b)为pvdf膜表面sem图；图7(c)和(d)为aptes-zif-8/pvdf膜表面sem图。
29.图8为pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的ftir谱图。
30.图9为pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜接触角。
31.图10(a)为pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的机械稳定性；图10(b)为pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的热稳定性；图10(c)为pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的酸碱稳定性。
32.图11(a)为抗污染研究中pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的水通量；图11(b)为pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的平均水通量和截盐率。
33.图12(a)和(b)分别为pvdf膜的抗污染实验后的光学照片和表面扫描电子显微镜图；图12(c)和(d)分别为aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的抗污染实验后的光学照片和表面扫描电子显微镜图。
34.图13为抗润湿研究过程中pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf膜水通量和渗透液电导率。
35.图14(a)为长期性能试验中pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf膜水通量；图14(b)为渗透液电导率。
具体实施方式
36.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
37.实施例1
38.一种基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法：
39.1)制备功能化aptes-zif-8纳米材料，包括以下步骤：
40.s1、将1.2978g2-甲基咪唑和0.5866gzn(no3)2·
6h2o分别溶于30ml甲醇溶液，将zn(no3)2·
6h2o甲醇溶液边搅拌边倒入2-甲基咪唑甲醇溶液，继续搅拌1h后得到白色浑浊溶液。使用离心机8000rpm将所得白色浑浊溶液离心10min后，使用10ml甲醇重复洗涤三次后，在100℃下干燥12h得到白色固体zif-8纳米材料；
41.s2、将0.2000gzif-8纳米材料在150℃真空处理12h后，加入含有30ml甲苯和0.25mlaptes的100ml圆底烧瓶中，在70℃条件下回流5h。将回流后的混合溶液8000rpm离心10min，再使用二氯甲烷重复离心洗涤三次后，在100℃下干燥12h后得到白色固体aptes-zif-8。
42.对步骤1)得到的zif-8和aptes-zif-8纳米材料进行结构表征和分析：
43.利用扫描电镜(sem)对zif-8和aptes-zif-8纳米材料的表面形貌进行深入研究。如图1(a)所示，zif-8呈均匀的菱形十二面体形状，具有均匀光滑的表面，平均尺寸约为50nm。如图1(b)，相比于zif-8纳米颗粒，aptes功能化后的zif-8形貌和尺寸并未发生的显著变化，初步表明aptes功能化修饰没有引起zif-8的框架结构坍塌。
44.图2(a)表明了zif-8和aptes-zif-8纳米材料的粒度分布。zif-8和aptes-zif-8的平均粒径尺寸分别为52nm和54nm。相比于zif-8纳米颗粒，aptes-zif-8纳米颗粒尺寸更均一，其尺寸略有增加可能是由于aptes改性后增加了zif-8纳米颗粒的运动阻力。另外，zif-8纳米颗粒在66nm处有一个小峰，这可能是由于zif-8的团聚造成。如图2(b)所示，zif-8和aptes-zif-8纳米材料在水溶液中的电位均为正，zif-8的电位为10.15
±
1.44mv，aptes-zif-8的电位为32.37
±
1.07mv。相比于zif-8的zeta电位数值，aptes-zif-8粒子的zeta电位绝对值更大，粒子间的静电斥力更强。aptes的改性有效提高了zif-8纳米粒子在溶剂中的分散性。
45.zif-8和aptes-zif-8的ftir图谱如图3所示。zif-8的特征峰aptes-zif-8的ftir图谱中存在zif-8的ftir特征峰，此外在1087cm-1
处的谱带为aptes中si-o键的伸缩振动。上述结果表明aptes-zif-8颗粒中存在aptes。
46.如图4所示，所制备的zif-8的pxrd图谱与zif-8单晶结构模拟的pxrd图谱基本重合。zif-8的pxrd图谱中在7.3
°
、10.3
°
、12.7
°
、14.7
°
、16.9
°
和18.0
°
位置出现的峰，分别对应于(011)、(002)、(112)、(022)、(013)和(222)晶格面。aptes-zif-8的pxrd图谱同样存在zif-8的特征衍射峰，表明aptes-zif-8仍保持较高的结晶度。同时，aptes-zif-8与zif-8的pxrd图谱中衍射峰位置和数量几乎一样，表明制备的aptes-zif-8纳米材料在改性过程中没有发生副反应。
47.图5为aptes-zif-8纳米材料的xps图谱，表明aptes-zif-8中zn、o、n、c和si元素共
存。如图5(b)所示，zn2p
3/2
和zn2p
1/2
分别在1021.7ev和1044.7ev处出峰，表明aptes-zif-8中存在zn(ii)。图5(c)表明si2p在102.68ev处出现峰值。图5(d)为aptes-zif-8的c1s谱，以284.8ev为中心的主特征峰可归因于c-c/c-h/c-si键，而以286.3ev为中心的特征峰可指定为c-o/c-n/c＝n键。如图5(e)所示，n1s分裂为399.4ev和398.8ev两个特征峰，分别对应于甲基咪唑中氮原子和仲胺基团。o1s的能谱如图5(f)所示，与c-o相关的峰位于531.7ev处，si-o峰在532.2ev处。xps结果表明si原子成功地共掺杂到zif-8中，说明了aptes和zif-8成功复合形成aptes-zif-8。
48.图6为zif-8和aptes-zif-8的热重分析图谱。在30-300℃范围内，zif-8的失重率为2.1％，aptes-zif-8的失重率为6.1％，二者重量损失主要归因于空腔内客体分子的去除。此后在300-800℃范围内，aptes-zif-8的重量损失趋势与zif-8一致。
49.2)将配制好的7.5mmoll-1
naoh溶液加热至70℃，将pvdf膜完全浸入其中，反应2h后取出用去离子水冲洗三次，在70℃干燥30min，得到pvdf-oh膜，即碱液浸泡处理的pvdf膜；
50.3)将步骤1)得到的0.002gaptes-zif-8加入10ml去离子水中，超声分散30min后得到aptes-zif-8浓度为0.2mgml-1
的悬浮液，将其喷于步骤2)得到的pvdf-oh膜单面；
51.4)将步骤3)得到的膜片于70℃干燥1h后，将其与1h,1h,2h,2h-全氟辛基三氯硅烷(1h,1h,2h,2h-perfluorooctyltrichlorosilane，fots)放置于同一器皿内密封，于70℃汽化8h后得到aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜。
52.对步骤4)得到的aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜进行性能表征和分析：
53.图7为aptes-zif-8接枝前后pvdf膜的sem图。如图7(a)和(b)所示，pvdf膜表面较为光滑。如图7(c)和(d)所示，aptes-zif-8成功接枝到pvdf膜表面后，pvdf基膜表面上aptes-zif-8纳米粒子布满膜表面并形成了致密涂层。
54.图8为pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的ftir图谱。aptes-zif-8/pvdf的ftir图谱中1087cm-1
处的谱带属于aptes中si-o键的伸缩振动，进一步证明了aptes-zif-8纳米粒子成功接枝在pvdf膜表面。同时，1150cm-1
处的吸收峰归因于fots中的-cf2和-cf3的对称拉伸，表明pvdf膜表面成功被fots氟化。
55.图9为pvdf和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的接触角对比图。相比于pvdf膜的接触角，aptes-zif-8/pvdf复合膜的接触角更大，表现出优异的超疏水性。究其原因，首先是fots的氟化改性降低了pvdf膜的表面能。其次，aptes-zif-8纳米颗粒在pvdf膜表面堆叠形成乳突结构，增加了pvdf膜表面的粗糙度，从而使复合膜的接触角增大。
56.稳定性测试：
57.如图10(a)和(b)所示，分别将pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜超声处理1h和70℃水浴处理0-8h，发现两种处理方式前后pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf复合膜的接触角数值几乎不变，证明了pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf复合膜具有良好的机械稳定性和热稳定性，同时表明aptes-zif-8/pvdf复合膜中aptes-zif-8涂层的接枝稳定性。如图10(c)所示，将pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜在ph为3-11的溶液中分别浸泡0.5h和4h，ph相同时aptes-zif-8/pvdf复合膜的接触角明显大于pvdf膜的接触角，并且处理时间相同时aptes-zif-8/pvdf复合膜的接触角变化程度明显小于pvdf膜的接触角变化程度。aptes-zif-8的接枝和fots的氟化改性显著提高了pvdf基膜的化学稳定性。此外，在ph为3
–
11的溶液下浸泡0.5h后，aptes-zif-8/pvdf复合膜的接触角始终大于144
°
，保持优异的超疏水性。
将aptes-zif-8/pvdf复合膜在不同ph溶液中浸泡4h后，发现ph大于7时复合膜接触角的降低程度为8.4％，ph小于7时复合膜的接触角降低程度仅为3.9％，表明复合膜在酸性条件下相对更稳定。
58.膜蒸馏性能测试：
59.(1)图12所示为pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的水通量、平均水通量与截盐率。如图11(a)所示，md过程起始时，aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的水通量略低于pvdf膜，是因为aptes-zif-8纳米材料的负载轻微堵塞了pvdf基膜的少量膜孔，导致复合膜孔隙率下降、孔径减小，使得水蒸汽通过膜的传质阻力增大。随着md过程的进行，pvdf膜水通量逐渐下降，在3h时水通量呈现断崖式下降，4h时降为0lm-2
h-1
，而此时aptes-zif-8/pvdf复合膜水通量缓慢下降，仍可以正常使用。aptes-zif-8/pvdf复合膜的水通量在3.5h时反超pvdf膜，5h时开始明显下降，且水通量下降速度明显小于pvdf膜。与pvdf膜相比，aptes-zif-8/pvdf复合膜的疏水性更强，更不容易被进料液污染，表明复合膜具有优异的抗污染能力。
60.md试验结束后pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf复合膜的平均水通量和对氯化钠的截留率如图11(b)所示。aptes-zif-8/pvdf复合膜的平均水通量小于pvdf膜，主要是由pvdf膜的运行时间较短、下降速度较快以及初始水通量相对较大综合导致的。同时，pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf复合膜的截盐率均在99.99％以上，表明aptes-zif-8纳米材料对pvdf膜的改性并未降低pvdf膜的截盐率。
61.(2)选取接近nacl饱和溶液的25％nacl溶液作为md试验的进料液进行膜的抗污染研究。为观察膜表面的氯化钠晶体，将试验后结垢的膜片从膜组件中取出后室温条件下晾干。
62.图12为md试验后pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的光学照片和sem图。如图12(a)和12(c)所示，对比pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf复合膜的光学照片，pvdf膜表面存在透明大块盐结晶，而在复合膜表面未观察到明显盐结晶。图12(b)和12(d)为pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf复合膜的sem图。图12(b)表明pvdf膜表面明显存在大颗粒盐结晶，膜孔被堵塞，与其md过程中水通量随着操作时间的延长而急剧降低的实验结果相符。图12(d)表明aptes-zif-8/pvdf复合膜的表面不存在明显的盐结晶，污染程度较小，其水通量随着操作时间的延长降低趋势更为和缓。
63.(3)在抗润湿试验中，以3.5％nacl溶液为进料液，向其中添加十二烷基硫酸钠(sodiumdodecylsulfate,sds)使进料液中sds浓度逐渐增大，每隔2hsds的浓度增加0.2mmoll-1
，以逐步降低进料液的表面张力。
64.图13为抗润湿试验中pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf复合膜的水通量和渗透液电导率。运行1h后将进料液更换成含0.2mmoll-1
sds的3.5％nacl溶液时，pvdf膜的水通量骤然降为0lm-2
h-1
，并且渗透液侧电导率增加。根据润湿程度，此时膜孔完全润湿，是由于进料液中添加sds导致进料液表面张力降低，渗透液可通过膜孔直接进入到进料液，dcmd无法正常运行。所以对于含有sds的溶液，pvdf膜的疏水性不足以满足要求，膜孔易被润湿。与pvdf膜相比，aptes-zif-8/pvdf复合膜在sds浓度升至1.0mmoll-1
前仅发生表面润湿或部分润湿，sds浓度升至1.0mmoll-1
后发生完全润湿，md过程不能进行。究其原因，主要是aptes-zif-8/pvdf复合膜的超疏水性使含有sds的进料液无法轻易润湿膜孔，只有水蒸气可通过膜孔，使
复合膜在dcmd过程中保持了稳定的水通量和截盐率，从而延长了复合膜的使用时间。因此，相比于pvdf膜，aptes-zif-8/pvdf复合膜具有抗润湿性能。
65.(4)以接近真实海水盐浓度的3.5％nacl溶液为进料液，进行时长为48h的md试验探究pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的长期稳定性。图14为中长期性能试验中pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf复合膜水通量和渗透液电导率。如图14(a)所示，pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜的初始通量数值接近，约为17lm-2
h-1
。在0h-48h期间，pvdf膜的水通量不断下降，在44h时降为0lm-2
h-1
，而aptes-zif-8/pvdf复合膜水通量的下降速度均小于pvdf膜，这与步骤(1)试验结果一致，表明复合膜具有更好的抗污染能力和更优异的稳定性。如图14(b)所示，经过48h的长期md试验后，pvdf膜和aptes-zif-8/pvdf复合膜的冷侧渗透液电导率分别为13.1
±
0.2μscm-1
和8.2
±
0.2μscm-1
。相比于pvdf膜的渗透液电导率值，aptes-zif-8/pvdf复合膜的渗透液电导率仅小4.9μscm-1
，是因为随着dcmd运行时间的推移，pvdf膜孔逐渐被润湿，导致渗透液电导率升高，与此同时沉积在pvdf膜表面的污垢堵塞了膜孔，降低膜通量的同时延长膜孔润湿时间，起到了过滤作用，在一定程度上抑制了渗透液电导率的上升。所以，在上述二者的共同作用下，pvdf膜的渗透液电导率变化最终表现为与复合膜相比略有升高。
66.可见本发明方法通过pvdf膜表面涂覆aptes-zif-8纳米颗粒可以提高膜的性能，提高了pvdf膜的表面粗糙度，fots降低了pvdf膜的表面能，超疏水复合膜具有优异的抗污染性能和稳定优良的抗润湿性能，并具有较高截盐率。
67.实施例2
68.一种基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法：
69.1)制备功能化aptes-zif-8纳米材料，具体包括以下步骤：
70.s1、将1.2217g2-甲基咪唑和0.5866gzn(no3)2·
6h2o分别溶于30ml甲醇溶液，将zn(no3)2·
6h2o甲醇溶液边搅拌边倒入2-甲基咪唑甲醇溶液，继续搅拌1h后得到白色浑浊溶液；使用离心机8000rpm将所得的溶液离心10min，使用10ml甲醇重复洗涤三次并离心，在100℃下干燥12h得到白色固体zif-8纳米材料；
71.s2、在150℃将0.2000gzif-8纳米材料活化12h，加入放有30ml甲苯和0.25mlaptes的100ml圆底烧瓶，在70℃条件下进行5h的回流；使用离心机将所得的混合溶液8000rpm离心10min，再使用二氯甲烷重复离心洗涤三次，在100℃下干燥12h后得到白色固体aptes-zif-8。
72.2)将配制好的7.5mmoll-1
naoh溶液加热至70℃，将pvdf膜完全浸入其中，反应2h后取出用去离子水冲洗三次，在70℃干燥30min，即碱液浸泡处理的pvdf膜；
73.3)将步骤1)得到的0.002gaptes-zif-8加入10ml去离子水中，超声分散30min后得到aptes-zif-8浓度为0.2mg/ml的悬浮液，将其喷于步骤2)得到的pvdf-oh膜单面；
74.4)将步骤3)得到的膜片于70℃干燥1h后，将其与fots放置于同一器皿内密封，于70℃汽化8h后得到aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜。
75.实施例3
76.1)制备功能化aptes-zif-8纳米材料，具体包括以下步骤：
77.1)功能化aptes-zif-8纳米材料的制备方法，具体包括以下步骤：
78.s1、将1.3235g2-甲基咪唑和0.5866gzn(no3)2·
6h2o分别溶于30ml甲醇溶液，将zn
(no3)2·
6h2o甲醇溶液边搅拌边倒入2-甲基咪唑甲醇溶液，继续搅拌1h后得到白色浑浊溶液；使用离心机8000rpm将所得的溶液离心10min，使用10ml甲醇重复洗涤三次并离心，在100℃下干燥12h得到白色固体zif-8纳米材料；
79.s2、在150℃将0.2000gzif-8纳米材料活化12h，加入放有30ml甲苯和0.25mlaptes的100ml圆底烧瓶，在70℃条件下进行5h的回流；使用离心机将所得的混合溶液8000rpm离心10min，再使用二氯甲烷重复离心洗涤三次，在100℃下干燥12h后得到白色固体aptes-zif-8。
80.2)将配制好的7.5mmoll-1
naoh溶液加热至70℃，将pvdf膜完全浸入其中，反应2h后取出用去离子水冲洗三次，在70℃干燥30min，即碱液浸泡处理的pvdf膜；
81.3)将步骤1)得到的0.002gaptes-zif-8加入10ml去离子水中，超声分散30min后得到aptes-zif-8浓度为0.2mg/ml的悬浮液，将其喷于步骤2)得到的pvdf-oh膜单面；
82.4)将步骤3)得到的膜片于70℃干燥1h后，将其与fots放置于同一器皿内密封，于70℃汽化8h后得到aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜。
83.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

技术特征：
1.一种基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：1)利用3-(氨丙基)三乙氧基硅烷对zif-8纳米颗粒进行改性，得到功能化aptes-zif-8纳米材料；2)将pvdf膜浸入naoh溶液中进行预处理，得到pvdf-oh膜；3)将步骤1)所得的aptes-zif-8加入去离子水中，超声分散形成悬浮液，将悬浮液喷于步骤2)所得pvdf-oh膜单面；4)将步骤3)所得pvdf-oh膜干燥后，与硅烷偶联剂1h,1h,2h,2h-全氟辛基三氯硅烷放置于同一器皿内密封反应，进行汽化，制得改性后的aptes-zif-8/pvdf超疏水复合膜。2.根据权利要求1所述的基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，功能化aptes-zif-8纳米材料的制备方法，按照以下步骤进行：s1、分别将2-甲基咪唑和zn(no3)2·
6h2o溶于甲醇，将zn(no3)2·
6h2o甲醇溶液边搅拌边倒入2-甲基咪唑甲醇溶液，继续搅拌得到白色浑浊溶液，离心洗涤后得到白色固体，干燥后得到zif-8纳米材料；s2、将zif-8纳米材料在150℃真空处理后，在甲苯和aptes混合溶剂中70℃回流5小时，离心洗涤再干燥后得到白色固体aptes-zif-8纳米材料。3.根据权利要求1所述的基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，naoh溶液浓度为7.5mmol l-1
，浸泡温度为70℃，反应时间为2h。4.根据权利要求1所述的基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，悬浮液浓度为0.2mgml-1
，超声时间为30min。5.根据权利要求1所述的基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，汽化温度为70℃，汽化时间为8h。6.根据权利要求2所述的基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法，其特征在于，所述s1中，2-甲基咪唑和zn(no3)2·
6h2o的摩尔质量比范围是7.5:1～8.2:1，搅拌时间为1h。7.根据权利要求2所述的基于改性zif-8的pvdf超疏水复合膜的制备方法，其特征在于，所述s2中，真空处理时间为12h。

技术总结
本发明涉及超疏水复合膜技术领域，公开了一种基于改性ZIF-8的PVDF超疏水复合膜的制备方法，包括：1)利用3-(氨丙基)三乙氧基硅烷对ZIF-8纳米颗粒进行改性，制得APTES-ZIF-8纳米材料；2)将PVDF膜浸入NaOH溶液中预处理得到PVDF-OH膜；3)将APTES-ZIF-8纳米材料悬浮液喷于PVDF-OH膜单面；4)将膜干燥后，加入1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷中汽化反应。本发明APTES改性提高了ZIF-8纳米颗粒在溶剂中的分散性，从而改善ZIF-8纳米颗粒在PVDF基膜上的均匀分散性，制备的超疏水复合膜具有较高截盐率、优异的抗污染性能和抗润湿性能。优异的抗污染性能和抗润湿性能。优异的抗污染性能和抗润湿性能。


技术研发人员：李振宇 张佩清 王海华 单忠国 武颖 张依
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：2023.05.03
技术公布日：2023/7/7