【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及膜分離，具體涉及一種用于氮氧分離的mofs混合基質膜及其制備方法。
技術介紹
1、氧療是治療呼吸類疾病的有效臨床手段，其中制氧機是一種必要的醫療輔助設備。目前，醫用制氧機常見類型為變壓吸附制氧機，采用變壓吸附技術制氧，能夠從空氣中將氧氣提取出來。醫用制氧機中裝有分子篩，在加壓的情況下，利用分子篩的物理吸附技術和解吸技術，吸附空氣中的氮氣，未被吸附的氧氣則會被收集起來，通過對其進行凈化處理，就能夠得到純度比較高的氧氣。通過變壓吸附法進行氮氣/氧氣分離，其工藝流程簡單，工藝條件要求較低，維護簡便，自動化程度高。但分子篩是一種昂貴的消耗材料，使用能耗較高。
2、金屬有機骨架材料(mofs)是一類新型的無機-有機雜化微孔材料，它是由金屬離子和有機配體通過自組裝配位連接合成的一維、二維或者三維的網狀微孔結構的骨架晶體材料。相比較于分子篩，mofs具有豐富的結構、大的比表面積和可以調節的孔徑等優點，在氣體分離方面顯示出巨大的潛力。但是現有的用于氮氧分離的mofs膜組件制備過程復雜，且有些mofs合成條件苛刻，需要在高溫高壓、無氧無水的條件下進行，增加了制備難度和成本，難以大規模生產。
技術實現思路
1、針對現有技術中的上述不足，本專利技術的目的在于提供一種用于氮氧分離的mofs混合基質膜及其制備方法。
2、為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案為：
3、提供一種用于氮氧分離的mofs混合基質膜的制備方法，其包括以下步驟：以pi、ps
4、進一步地，psf/zif-8混合基質膜的制備方法具體包括以下步驟：
5、將zn(no3)2·6h2o溶解在甲醇中，記為溶液a，其中zn(no3)2·6h2o添加量為0-30wt％；將2-mim溶解在甲醇中，記為溶液b，其中2-mim添加量為0-50wt％；將溶液a和溶液b按照按體積比1：1混合，記為溶液c；
6、在第一次原位生長過程中，將psf膜浸入溶液a中，隨后浸入溶液b中；第二次原位生長遵循第一次原位生長相同的程序；在第三次原位生長過程中，將完成前兩次原位生長的膜浸入溶液a中，隨后浸入溶液c中；第四次原位生長遵循第三次原位生長相同的程序；經過上述原位生長制得psf/zif-8混合基質膜。
7、進一步地，psf/cubtc混合基質膜的制備方法具體包括以下步驟：
8、將一定體積比的dmf:etoh:h2o溶劑混合物，記為溶液a；將btc和三乙醇胺溶解在溶液a中，記為溶液b，其中btc的添加量為0-30wt％，三乙醇胺的添加量為0-30wt％；將cu(no3)2溶解在溶液a中，記為溶液c，其中cu(no3)2的添加量為0-30wt％；將溶液b和溶液c按體積比1：1混合，記為溶液d；
9、在第一次原位生長過程中，先將psf膜浸入溶液a中，再浸入溶液b中，隨后浸入溶液c中；第二次原位生長遵循第一次原位生長相同的程序；在第三次原位生長過程中，將完成前兩次原位生長的膜浸入溶液d中；經過上述原位生長制得psf/cubtc混合基質膜。
10、進一步地，pim-1/uio-66混合基質膜的制備方法具體包括以下步驟：
11、溶劑熱法合成uio-66：將zrcl4和對苯二甲酸溶于dmf中，zrcl4添加量為0-15wt％，對苯二甲酸添加量為0-60wt％；完全溶解后，加入0-1wt％的濃鹽酸作為結晶劑，0-1wt％的無水乙酸作為調節劑，得到uio-66納米顆粒；
12、聚合物pim-1的合成：將ttsbi和dctb溶解在dmac中，其中ttsbi添加量為0-30wt％，dctb添加量為0-30wt％，然后加入無水碳酸鉀，其添加量為0-20wt％，在惰性氛圍下反應，得到聚合物pim-1；
13、pim-1/uio-66混合基質膜的制備：將上述制備的uio-66溶解在氯仿中，記為溶液a；將pim-1溶解在氯仿中，記為溶液b；將溶液a和溶液b按體積比1：1混合，記為溶液c；將溶液c超聲處理，制得pim-1/uio-66混合基質膜。
14、進一步地，pim-1/zif-8混合基質膜的制備方法具體包括以下步驟：
15、聚合物pim-1的合成：將ttsbi和dctb溶解在dmac中，其中ttsbi添加量為0-30wt％，dctb添加量為0-30wt％，然后加入無水碳酸鉀，其添加量為0-20wt％，在惰性氛圍下反應，得到聚合物pim-1；將pim-1制成pim-1膜；
16、將2-mim溶于甲醇配成2-mim溶液，記為溶液a，其中2-mim添加量0-50wt％；將zn(no3)2·6h2o溶于甲醇配成zn(no3)2·6h2o溶液，記為溶液b，其中zn(no3)2·6h2o添加量0-30wt％；將溶液a和溶液b按體積比1：1混合，記為溶液c；
17、將pim-1膜浸入溶液c中，得到單次生長膜；重復上述原位生長過程多次得到pim-1/zif-8混合基質膜。
18、本專利技術的有益效果為：
19、本專利技術通過原位生長mof的方法制備氮氧分離混合基質膜，該方法不需要先制備mofs再分散mofs顆粒，避免了因分散不均勻導致的團聚現象，并且可以通過增加mofs生長的周期來調控復合膜的氣體分離性能，提高o2的滲透性與氧氣/氮氣選擇性，可穩定的產出氧氣含量50％以上的清潔的富氧空氣，降低成本與能耗。
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1.一種用于氮氧分離的MOFs混合基質膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：以高分子作為成膜材料，采用原位生長法將對氧氣有親和作用的金屬有機框架材料鑲嵌在高分子膜基質中；成膜材料包括PI、PSF和PIM-1。
2.根據權利要求1所述的用于氮氧分離的MOFs混合基質膜的制備方法，其特征在于，PSF/ZIF-8混合基質膜的制備方法具體包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的用于氮氧分離的MOFs混合基質膜的制備方法，其特征在于，PSF/CuBTC混合基質膜的制備方法具體包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的用于氮氧分離的MOFs混合基質膜的制備方法，其特征在于，PIM-1/UiO-66混合基質膜的制備方法具體包括以下步驟：
5.根據權利要求1所述的用于氮氧分離的MOFs混合基質膜的制備方法，其特征在于，PIM-1/ZIF-8混合基質膜的制備方法具體包括以下步驟：
6.一種權利要求1-5任一所述的方法制備得到的用于氮氧分離的MOFs混合基質膜。
【技術特征摘要】
1.一種用于氮氧分離的mofs混合基質膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：以高分子作為成膜材料，采用原位生長法將對氧氣有親和作用的金屬有機框架材料鑲嵌在高分子膜基質中；成膜材料包括pi、psf和pim-1。
2.根據權利要求1所述的用于氮氧分離的mofs混合基質膜的制備方法，其特征在于，psf/zif-8混合基質膜的制備方法具體包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的用于氮氧分離的mofs混合基質膜的制備方法，其特征在于，ps...
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