1、月工作總結表（2017-0728）姓名： 邱林遠指導老師：董應超 教授研究方向： MOF復合膜的水處理應用 MOFSR-AOP核殼結構本月工作內容及主要研究結論和發現（可附頁）1. 兩個研究方向相關文獻的閱讀與相關調研。主要閱讀文獻包括：MOF膜最新研究進展綜述1（楊老師），2維MOF納米片最新制備工藝，MOF膜在水處理方面的應用相關文章，水穩定性好的3D MOF膜水應用脫鹽文章，以及膜性能的滲透性與選擇性之間權衡關系文章。調研制成表格包括（1）水穩定性好的MOF總結（仍在繼續），（2）MOF膜在水分離相關應用的文獻調研（3）高分散鐵鈷尖晶石制備工藝（4）納米片剝離后的表征方法等。詳見附錄。2

2、. 重力驅動-Al2O3/CoFe2O4復合膜課題小論文的進一步修改，TOC表以及相關圖表的重新制作。3. MOF復合膜水處理應用課題，為本月的主要工作課題。Qc-5-Cu-sql-的制備脫氣，制備相以及FESEM表征，另外還進行了初步剝離以及熱滴涂成膜，目前在剝離上對三種溶劑，兩個球磨頻率進行了實驗，對兩種熱滴涂方式在3YTZP載體上進行了初步實驗。能得到納米片，但存在大小厚度不均勻，剝離產率低下問題；熱滴涂方面只能得到極少面積的納米片覆蓋區域。4. MOFSR-AOP核殼結構課題；制備了鐵鈷尖晶石。并嘗試直接鐵鈷尖晶石為鐵源以及以三價鐵離子為鐵源進行制備核殼結構。但還未進行結果表征。調研了

3、制備高分散鐵鈷尖晶石顆粒的相關文獻。5. 操作學習：萬能材料試驗機的操作學習，片狀載體制備，壓片操作的學習等。6. 外送樣品測試：寄港大測試樣品（李友玲的樣，QCM測試）測試數據已經拿到，正在分析。下月工作打算及進度目標1. MOF復合膜水處理應用課題實驗：完善納米片表征方法并進行SEM，TEM表征，繼續考察更多溶劑（種類和量）對剝離的影響，找出影響剝離效果的關鍵因素。量化參數及表征結果（納米片厚度，大小等）2. MOF復合膜水處理應用課題實驗：載體因素對熱滴涂的影響以及優化實驗。進一步得到更大面積的復合膜。3. 核殼結構實驗：單殼層核殼結構的TEM表征，制備出高分散的鐵鈷尖晶石顆粒，并進行S

4、EM表征。4. 有關論文中如何美觀作圖的專題報告。5. 相關文獻的閱讀，計劃閱讀2篇關于MOF膜的綜述，學習基本知識。論文及專利進展情況（結合年度情況，描述已接受、已投稿、正撰寫等論文專利概況）無。參考文獻：1 Chenghong Wang et.al. Applications of water stable metalorganic frameworks. Chem. Soc. Rev., 2016,45, 5107. 日期：2017.07.281. 有關MOF復合膜水處理應用調研：發現目前MOF膜應用于水處理的已發表文獻很少，而且高水平期刊上更少。應用方面可分為以下幾種：（1）脫鹽和去除

5、某些水中離子，3篇；（2）醇脫水，膜蒸餾，2篇；（3）將水從蛋白質，牛血清蛋白（BSA）中分離，2篇。（4）脂類與水分離1篇。另外，MOF膜的種類大部分是MMMs膜，即將MOF顆粒摻雜到基質中成膜，部分是純3D MOF復合膜。目前關于2D MOF膜在水中的應用還未見報道。目前的2D MOF膜均應用于氣體分離。如果能夠制備出2D MOF膜應用于水中某方面的污染物分離，將具備創新性。在膜性能方面，根據具體應用的不同，截留率和通量差異較大，應用于脫鹽的MOF膜，水通量在0.14LMHbar，而應用于BSA中脫離水的MOF膜，水通量能達到301LMHbar。這兩者MOF均為UiO-66系列。截留率方面

6、也沒有很大的可比性。另外，基于膜的分子篩分原理，考慮到若制備的MOF膜應用于水中膜分離，水凈化，則待分離的污染物分子直徑應該比水大，而且要比MOF孔徑大。目前我們研究的MOF材料：Qc-Cu-孔徑為3.3埃，水分子直徑在3埃以下，是可以分離水的。于是對某些小分子進行了直徑的查詢，結果如下：其中，由于大部分金屬離子在水中都是水合金屬離子狀態，直徑在6埃以上。目前該表格還在進一步完善中。但具體目標污染物還得進一步確定，希望能夠找到水中常見，難以用膜分離之外的方法進行去除的小分子污染物。2. 有關于水中穩定性好的可能適合做核殼結構殼層材料的MOF調研。適合做核殼結構用于AOP的MOF材料從理論上來說

7、是必須具備（1）很好的水中穩定性；（2）高比表面積，以便提供更多的活性位點；（3）合適的孔徑和空腔，并且空腔盡可能大一些，以便容下催化劑顆粒。單從上表中MOF來看，MIL系列比較適合。尤其是MIL-101，考慮到Cr對環境的潛在影響大，選用MIL-101(Fe)。下一步計劃進一步對MIL系列MOF做調研，看能否找到更合適的MOF作為殼層材料。3 MOF復合膜水應用實驗重要結果總結3.1 剝離實驗表明已經實驗過的所有溶劑都能使得剝離后以及剝離后靜置7天的納米片懸液產生丁達爾現象，但目前甲醇和正丙醇混合溶劑剝離后得到的納米片效果更好。圖1. 用不同溶劑剝離以及球磨條件（轉速，是否球磨）剝離后納米片懸液產生丁達爾現象對上圖中7-5,1#，3A進行了SEM表征。圖2. 納米片的SEM表征發現甲醇+正丙醇剝離后能形成較大的納米片。但，本表征前樣品預處理存在改進之處，載體為鋁箔，和文獻中不一致，下次表征時應采用和文獻中一致的表征方法。3.2 熱滴涂效果第一次熱滴涂采用的是甲醇+正丙醇剝離的納米片懸液，將3YTZP載體滴滿連續滴涂，溫度125攝氏度，滴涂量為一片載體5mL。得到效果并不能看到納米片覆蓋的載體形成膜現象，第二次滴涂在其他條件不變的情況下，溫度升高到150攝