复合材料学报

作者：李金岭, 赖石清, 刘婵娟, 吴伟莲, 倪靖, 黄孝华, 周立,

关键词：ZIF-67, 聚多巴胺, 含氟聚酰亚胺, 气体分离, 混合基质膜,

金属有机框架材料(MOF)/聚合物混合基质膜(MMMs)通过结合MOF的分子筛效应和聚合物基质成本较低、加工性能好、机械强度高的特征，使其在气体分离领域展现出巨大的应用前景。然而由于MOF在聚合物基体中存在分散性差问题，极大地限制了其应用。采用溶剂热法合成金属框架材料ZIF-67，并通过溶液氧化法在ZIF-67表面修饰聚多巴胺(PDA)层制备ZIF-67@PDA纳米多孔材料。以4, 4'-二氨基二苯醚-2, 2'-双(3, 4-二羧酸)六氟丙烷二酐(ODA-6 FDA)型含氟聚酰亚胺(FPI)为基体、ZIF-67和ZIF-67@PDA为填料，制备不同质量分数的ZIF-67/FPI和ZIF-67@PDA/FPI。通过FTIR、WAXD、TGA、SEM、比表面和孔径分布分析仪、气体渗透仪等测试对MMMs的结构和性能进行表征并测试了N₂、O₂、CO₂、He 4种气体的渗透性。结果表明：经聚多巴胺修饰后的纳米微孔材料ZIF-67在聚合物基体中能均匀分散并为气体分子的通过提供快速通道，且表现出良好的热稳定性。ZIF-67@PDA对CO₂具有良好的亲和性，这有利于提高CO₂/N₂选择性。当ZIF-67@PDA负载量为10wt%时，MMMs的CO₂渗透性和CO₂/N₂选择性协同增加，和纯FPI膜相比分别增加了131%、50%，MMMs表现出良好的气体分离性能。

来源：2023年第2期

《复合材料学报》期刊编辑部

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