孔径可控的超薄纳滤膜的设计与制备

摘要

金属有机框架的结晶性导致其在粗糙表面很难避免缺陷的产生,而为了消除缺陷对分离性能的影响,其分离层厚度基本上在微米级以上,而这也导致其渗透性大大下降.因此,利用非结晶性的单宁酸/铁离子络合网络(MFN),通过层层自组装技术可以实现没有缺陷的,超薄的分离层的制备.化学组成分析测试(ATR-FTIR,XPS以及EDX)表明,随着沉积层数的增加,MFN的厚度逐渐增加.进一步分析MFN的结构得到每层MFN的厚度在2.3nm左右,同时具有1nm左右的筛分孔,而筛分孔的大小与单宁酸分子的间隙相当.基于纳米级的孔结构以及中性条件下的荷负电性特征,MFN对二价负离子具有较高的截留(硫酸钠截留大于97％),而其超薄的厚度(4.6nm)保证其具有较高的通量(9LMH/bar).与其他制备方法相比,这种方法可以实现孔径可控的超薄纳滤膜的制备.