界面兼容性

摘要\n亲水金属有机骨架( MOFs )和疏水聚二甲基硅氧烷( PDMS )之间的界面相容性通过表面活性剂和聚合物包裹等超分子修饰而不被有效调和。下面我们报道一种共价交联策略来加强MOFs ~ PDMS界面。三甲氧基硅烷( TMS )修饰锆MOFs ( UiO-66 - NH2 )，可进一步与硅醇终止的PDMS反应，增强UiO-66 ~ PDMS界面相容性。高含量的UiO-66 - TMS (最高可达50 wt % )负载到PDMS中，保持了较好的成膜能力、机械性能和渗透汽化选择性，但与原UiO-66 - NH2相比，即使在较低的负载量( 10 wt % )下，膜的强度和分离性能都有所下降。在保持选择性的前提下，混合基质膜在乙醇-水混合脱水中的通量得到了很大的提高。在40℃下连续2次渗透蒸发，可从稀进料中高效生产浓乙醇(等效通量为2234 g / m2 h，渗透液中乙醇质量分数为53 wt % )，且具有共价增强界面的膜在连续运行100 h时性能稳定。

界面相容性对用于分子分离的纳米复合膜的性能和鲁棒性至关重要。本工作采用共价交联法制备了界面相容性较好的聚二甲基硅氧烷/金属-有机-骨架( PDMS / MOFs )混合基体膜。将MOF锆颗粒( UiO-66-NH2 )与甲氧基硅烷基团进行接枝，进一步与硅烷封端的PDMS基体形成共价交联。增强的界面相容性阻止了溶剂蒸发过程中MOF颗粒在PDMS前驱体溶液中的沉降和聚集，因此复合材料在高MOFs负载量( 60   wt % )下表现出良好的成膜能力。混合膜的抗拉强度提高了2.8倍，同时保持了良好的柔韧性。此外，添加40   wt % UiO - 66 - MS颗粒的PDMS复合膜的CO2 / N2选择性和CO2渗透率分别提高了1.3倍和0.7倍。