基于反向扩散法的纳米ZIF-8改性PVDF膜及其在纳滤膜制备中的应用

摘要

通过合成方案优化,在无需外加碱性添加剂和低化学计量比的条件下,采用反向扩散法实现聚偏氟乙烯(PVDF)基膜表面形貌规则、粒径均一的纳米ZIF-8晶体层的原位生长,制备了无缺陷纳米ZIF-8改性PVDF复合膜。利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、原子力显微镜对ZIF-8改性PVDF膜的组成、结构和形貌进行了表征和分析,考察了不同合成条件对ZIF-8晶体结构及形态的影响。采用界面聚合反应,制备了基于纳米ZIF-8改性的PVDF聚酰胺复合纳滤膜。结果表明,当PVDF膜正面为2-甲基咪唑甲醇溶液,PVDF膜背面为硝酸锌水溶液时,可以实现纳米ZIF-8晶体层在PVDF基膜表面的均匀、连续、致密生长,改性膜的粗糙度降低,同时,纳米ZIF-8晶体层的生长改善了聚酰胺与PVDF基膜的界面相容性,显著提高了复合纳滤膜的脱盐性能,ZIF-8改性的PVDF聚酰胺复合纳滤膜在0.6 MPa下对MgSO_(4),Na_(2)SO_(4),NaCl和MgCl_(2)截留率分别达到89.84%,86.11%,83.07%和80.01%。