摘要: 含油废水不仅对环境产生严重污染，而且还浪费资源，需要对其进行处理。MOFs材料具有低密度，高表面积和高孔隙率等优点，在油水分离领域展现出巨大的应用潜力。然而通过简单工艺制备分离效率高、通量大且性能稳定的MOFs油水分离膜仍然具有较大的挑战... 展开 含油废水不仅对环境产生严重污染，而且还浪费资源，需要对其进行处理。MOFs材料具有低密度，高表面积和高孔隙率等优点，在油水分离领域展现出巨大的应用潜力。然而通过简单工艺制备分离效率高、通量大且性能稳定的MOFs油水分离膜仍然具有较大的挑战。同时分离膜在处理油水乳液与抵抗细菌污染方面的能力仍需进一步提升。针对上述问题，本论文主要开展了以下两方面研究： 1.通过单宁酸与Zn2+在膜表面合成金属酚醛网络（TZN），从而诱导ZIF-8原位生长于尼龙微滤膜表面，加入成膜剂PVA进行亲水改性，并通过改变原料的配比制备了一系列ZIF-8复合膜。采用场发射扫描电镜（FE-SEM）、全反射-傅里叶红外光谱（ATR-FTIR）、X-射线衍射（XRD）、能谱仪（EDS）和接触角测量仪(CA)对复合膜的表面形貌、化学组成和表面润湿性进行表征。测量了不同阶段膜对分层油水混合物与水包油乳液的分离通量与分离效率。探究了不同原料配比下合成的复合膜对不同类型表面活性剂稳定的水包油乳液的分离性能。同时，对复合膜进行了循环分离性能、连续分离性能、耐酸、碱、盐性能的初步探究。 结果表明ZIF-8的负载构建了多级微纳米结构，PVA的加入增加了亲水性，改善了ZIF-8的分散性，使得TZN-ZIF-8/PVA@NM具有超亲水与水下超疏油性能。TZN-ZIF-8/PVA@NM对轻油/重油与水的分层混合物分离通量在3435.6L·m-2h-1以上，分离效率大于99%。对水包油乳液的分离效率在99%以上，通量可达2358.4L·m-2h-1。该膜对三种表面活性剂稳定水包油乳液分离效率在99%以上，通量可达1307.4L·m-2h-1。ZIF-8表面带有正电荷，使得分离通量呈现SDS＞CTAB＞Tween80的趋势。在不同原料配比下，随着比例的增加，膜分离通量逐渐减小，分离效率逐渐提升。稳定性研究表明，TZN-ZIF-8/PVA@NM对含有碱或盐的水包油乳液具有较好的分离性能；同时具有一定的循环分离性能与连续分离性能。 2.通过单宁酸与Co2+在膜表面合成金属酚醛网络（TCN），从而诱导ZIF-67原位生长于尼龙微滤膜表面，加入成膜剂PVA进行亲水改性，并通过改变反应时间制备了一系列ZIF-67复合膜，采用FE-SEM、ATR-FTIR、XRD、EDS和CA对复合膜的表面形貌、化学组成和表面润湿性进行表征。测量了工艺中不同阶段复合膜材料对水包油乳液的分离性能。探究了不同反应时间下合成的复合膜对不同类型表面活性剂稳定的水包油乳液的分离性能与抗菌性能。 结果表明ZIF-67的负载构建了多级微纳米结构，PVA的加入增加了亲水性，改善了ZIF-67的分散性能，使得TCN-ZIF-67/PVA@NM具有超亲水与水下超疏油性能。TCN-ZIF-67/PVA12@NM对水包油乳液的分离效率在99%以上，通量可达1615.7L·m-2h-1。该膜对三种表面活性剂稳定水包油乳液分离效率在99%以上，通量可达869.1L·m-2h-1。ZIF-67表面带有正电荷，使得分离通量呈现SDS＞CTAB＞Tween80的趋势。随着反应时间的增加，膜分离通量逐渐减小，分离效率逐渐提升。抗菌实验表明，随着时间的增加，复合膜抗菌效果逐渐提升，且反应时间在12h以上时，复合膜对S.aureus生物膜与MASR生物膜的形成具有较好的抑制作用。综合乳液分离性能与抗菌性能分析，TCN-ZIF-67/PVA12@NM为最佳复合膜。 收起