Page 158 - 《精细化工》2022年第5期

第 39 卷第 5 期 精 细 化 工 Vol.39, No.5
2022 年 5 月 FINE CHEMICALS May 2022

水处理技术与环境保护
HKUST-1 掺杂聚醚酰亚胺混合基质膜的制备及性能

李海柯 1,2 ，李新冬 1,2* ，欧阳果仔 1,2 ，李 浪 1,2 ，李文豪 1,2 ，黄万抚 1,2

（1. 江西理工大学 赣州市赣江流域水质安全保障技术创新中心，江西 赣州 341000；2. 江西理工大学
赣州市流域污染模拟与控制重点实验室，江西 赣州 341000）

摘要：为改善超滤膜结构和性能，将金属有机框架 HKUST-1 掺杂于聚醚酰亚胺（PEI）铸膜液中，制备了 HKUST-1/
PEI 混合基质膜。通过 FTIR、SEM、AFM 和视频水接触角测定仪对其结构、形貌以及表面浸润性能进行了表征。
结果表明，HKUST-1 纳米粒子掺杂质量分数为 0.05%的混合基质膜具有较好的性能，在 0.1 MPa 运行压力下，
2
其纯水通量能够达到 1304 L/(m ·h)，对质量浓度为 1.0 g/L 牛血清白蛋白（BSA）的截留率在 97%以上。在酸性
（pH=2）、碱性（pH=12）溶液中浸泡 24 h 后，其对 BSA 的截留率仅下降约 2%（纯水通量基本保持不变），在
2
80 ℃高温下的纯水通量达到 1587 L/(m ·h)且 BSA 截留率>95%，通量恢复率达到 92%，表明混合基质膜具有良
好的耐酸碱性能、较强的耐高温性能及优异的抗污性能。
关键词：超滤膜；金属有机框架；混合基质膜；耐高温；耐酸碱；水处理技术
中图分类号：TQ051.8；X703 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 05-1012-08

Preparation and properties of HKUST-1 doped polyetherimide

mixed matrix membrane

1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
LI Haike , LI Xindong 1,2* , OUYANG Guozi , LI Lang , LI Wenhao , HUANG Wanfu
（1. Ganzhou Innovation Center for Water Quality Security Technology at Ganjiang River Basin, Jiangxi University of
Science and Technology, Ganzhou 341000, Jiangxi, China; 2. Ganzhou Key Laboratory of Basin Pollution Simulation
and Control, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, Jiangxi, China）
Abstract: In order to improve the structure and performance of ultrafiltration membrane, metal-organic
framework HKUST-1 was doped in polyetherimide (PEI) casting solution to prepare HKUST-1/PEI mixed
matrix membrane. The structure, morphology and surface wettability of the mixed matrix membrane were
characterized by FTIR, SEM, AFM and video water contact angle tester. The results showed that the mixed
matrix membrane doped with 0.05% (mass fraction) HKUST-1 nanoparticles had good performance. Under
2
the operating pressure of 0.1 MPa, the pure water flux could reach 1304 L/(m ·h), and the rejection rate of
mass concentration of 1.0 g/L bovine serum albumin (BSA) was over 97%. After soaking in acidic (pH=2)
and alkaline (pH=12) solutions for 24 h, the rejection rate of BSA was only decreased by about 2% (the
pure water flux remained basically unchanged). The pure water flux and BSA rejection rate were 1587
2
L/(m ·h) and more than 95% at 80 ℃. In addition, the flux recovery rate reached 92%. These indicated that
the mixed matrix membrane exhibited good acid and alkali resistance, strong high temperature resistance,
and excellent antifouling performance.
Key words: ultrafiltration membrane; metal-organic frameworks; mixed matrix membranes; high-
temperature resistance; acid and alkali resistance; water treatment technology

[1]
膜分离技术具有能耗低、操作简单、分离高效 食品工业以及石油化工等领域得到了广泛应用 。与
及环境友好等优势，近些年在废水处理、中水回用、 纳滤（NF）和反渗透（RO）膜相比，超滤（UF）

收稿日期：2021-09-28; 定用日期：2021-12-22; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210990
基金项目：国家自然科学基金（41662004）；江西省研究生创新专项资金（YC2021-S557）
作者简介：李海柯（1996—），男，硕士生，E-mail：343330025@qq.com。联系人：李新冬（1976—），女，副教授，E-mail：lixind@
163.com。