[发明专利]基于中空棒状金属有机骨架组装体的荷正电纳滤膜及其制备方法

权利要求书

1.一种基于中空棒状金属有机骨架组装体的荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

（1）将金属盐和氨基功能化的配体加入反应溶剂中，超声使其充分溶解，形成前驱体溶液；将所得前驱体溶液在50 ~ 280 ℃的条件下进行溶剂热反应4 ~ 74 h，离心分离出产物，将所得产物先用反应溶剂清洗，再用低沸点溶剂清洗；然后在30 ~ 140 ℃的真空烘箱中干燥0.5 ~ 30 h，即得到氨基功能化的金属有机骨架，记为MOF-NH₂；

（2）将氧化锌纳米棒放入pH为7 ～ 12的盐酸多巴胺的缓冲溶液中，在10～80℃的条件下搅拌1～48h，离心分离出产物，将所得产物用去离子水清洗干净后冷冻干燥，即得到表面修饰聚多巴胺的氧化锌纳米棒，记为R-ZnO@PDA；

（3）将MOF-NH₂和R-ZnO@PDA放入pH为7 ~ 12的缓冲溶液中，在10 ~ 80℃的条件下搅拌1 ~ 48 h，离心分离，并用去离子水清洗干净后冷冻干燥，即得到表面修饰金属有机骨架的氧化锌纳米棒，记为R-ZnO@MOF；

（4）将R-ZnO@MOF放入酸的水溶液中刻蚀掉氧化锌纳米棒，离心分离出产物，将所得产物用去离子水清洗干净后冷冻干燥，即得到中空棒状金属有机骨架组装体，记为HR-MOF assembly；

（5）将分子量截留（MWCO）为15 kDa～400 kDa的超滤基膜放入pH为7 ～ 12的盐酸多巴胺的缓冲溶液中，在10 ～ 80 ℃的条件下搅拌1 ～ 48 h，取出基膜，用去离子水清洗干净，再擦拭干其表面的水分，然后浸入pH为7 ～ 12的HR-MOF assembly的缓冲溶液中，在10 ～ 80 ℃的条件下搅拌1 ～ 48 h，将膜取出，用去离子水清洗干净，即得表面修饰中空棒状金属有机骨架组装体的荷正电纳滤膜；

其中，所述的金属盐为过渡金属盐或镧系金属盐的一种或几种的混合物，所述配体为氨基芳香羧酸或氨基含氮杂环化合物的一种或几种的混合物，金属盐和配体的摩尔比为1:16 ～ 16:1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的反应溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、四氢呋喃、吡咯烷酮、二甲亚砜的一种，或其中几种的混合溶剂。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的低沸点溶剂为CH₃OH、C₂H₅OH、CHCl₃、CH₂Cl₂、CH₃Cl、丙酮、丁酮中的一种，或其中几种的混合物。

4. 根据权利要求1、2、或3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的氧化锌纳米棒的加入量为0.05 ~ 5 g/L。

5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）、（3）和（5）中，所述的缓冲溶液为三羟甲基氨基甲烷溶液；所述的盐酸多巴胺的缓冲溶液的浓度为0.05 ~ 4 g/L。

6. 根据权利要求1、2、3或5所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的MOF-NH₂和R-ZnO@PDA的质量比为0.5 ~ 10。

7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述的酸为浓度为0.4 ~ 4 mol/L的硫酸、盐酸、磷酸或氯化铵的一种，或其中几种的混合物。

8. 根据权利要求1、2、3、5或7所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述的HR-MOF assembly的缓冲溶液的浓度为0.05 ～ 4 g/L。

9.一种由权利要求1-8之一制备方法制备得到的基于中空棒状金属有机骨架组装体的荷正电纳滤膜。