本发明涉及一种改性zif-l的应用、渗透汽化膜及其应用，属于渗透汽化膜制备。
背景技术：
1、随着工业的发展和人口的增加，水资源短缺的问题迅速变得严重。因此，开发污水回收和海水淡化技术至关重要。可行的方法有反渗透(ro)、膜蒸馏(md)和渗透汽化。渗透汽化海水淡化可以在较低的加热温度(50-90℃)下通过化学势梯度驱动分离盐水。渗透汽化过程中利用的热量可以来自低品位(工业过程的余热)或可再生(来自太阳能或地热能)的热量，在能源消耗方面具有很大的发展前景。然而，它们的性能往往受到固有特性的限制，如低渗透率和低选择性。如文献1(ultrathin two-dimensional mxene membrane forpervaporation desalination[j].journal of membrane science,2018,548：548-558.)通过在pan底膜上堆叠，制备得到了厚度低至几十纳米的超薄mxene膜，并用于渗透汽化脱盐。膜的水通量显著提高，但脱盐率并不高(仅99.5％)；文献2(fabrication of la/y-codoped microporous organosilica membranes for high-performance pervaporationdesalination[j].journal of membrane science,2019,584：353-363.)通过溶胶-凝胶法成功制备了la/y共掺杂微孔有机二氧化硅膜，该膜的脱盐率可达99.9以上，但其最高通量仅有10.3kg·m-2·h-1；文献3(preparation and characterization of pva-g-go/pva/pan composite membrane for pervaporation desalination[j].the canadian journalof chemical engineering,2023,101：2199-2211.)制备了pva-g-go/pva/pan渗透汽化膜，在30℃下通过对3.5wt.％nacl溶液进行渗透汽化脱水时，得到99.99％的高截留率和4.46kg·m-2·h-1的低通量，即膜水通量增加时截留率下降，截留率增加时水通量下降的“跷跷板”现象。
2、因此，选取一种合适的材料并制备得一混合基质膜，使该膜能克服水通量增加时截留率下降，截留率增加时水通量下降的“跷跷板”现象，对于海水淡化等水处理领域具有非常重要的意义。
技术实现思路
1、本发明提供一种改性zif-l的应用、渗透汽化膜及其应用，在该渗透汽化膜中，改性zif-l(简写为pfsa-g-zif-l)与cs-pva聚合物基质相容性好，并将其混入cs-pva聚合物基质中，使渗透汽化膜兼具高渗透性能、高盐截留率、优良的亲水性和较好的热稳定性。
2、本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
3、改性zif-l材料可用于制备铸模液、渗透汽化膜、处理化工废水、医药废水、海水淡化与污水再生材料方面的应用，所述改性zif-l材料由pfsa溶液接枝到含氨基的zif-l材料的表面而制得。
4、一种渗透汽化膜，含改性zif-l材料的铸膜液涂覆于活化后的多孔支撑层上，成膜后经干燥而制得，铸膜液成膜干燥后的厚度为1～3μm。
5、优选的，铸膜液在干燥后的多孔支撑层上反复刮涂2次成膜，将放入45～55℃烘箱干燥24-36h后得到高性能的pfsa-g-zif-l/cs-pva渗透汽化膜。
6、需要说明的是，上述涂覆方法中是用刮膜刀将铸膜液在活化后的多孔支撑层上反复刮涂两次，待膜上的溶液干透后，才可以刮涂第二次。
7、进一步的，成膜的厚度为1.5～2.5μm，45～50℃下干燥24-30h。
8、更进一步的，成膜厚度为2μm，50℃下干燥24h。
9、优选的，所述改性zif-l材料由pfsa溶液接枝到含氨基的zif-l材料(简写为nh2-zif-l)的表面而制得。
10、进一步的，所述改性zif-l材料由原料为含氨基的zif-l材料按照以下方式改性：nh2-zif-l纳米颗粒溶于含有浓度为0.3～3wt％的pfsa的醇水溶液中，pfsa溶液与含氨基的zif-l材料的质量比为1-10：1，在25～45℃条件下反应24～35h，即得pfsa-g-zif-l纳米复合物，再经后处理得pfsa-g-zif-l纳米复合物，即改性zif-l材料。
11、需要说明的是，温度设为25～45℃，有利于加快反应的进行，时间设为24～35h，有利于pfsa与zif-l充分反应；通过nh2-zif-l的氨基基团和pfsa溶液的磺酸基团之间的亲电取代反应，获得pfsa-g-zif-l纳米复合物，即改性zif-l材料。
12、优选的，pfsa溶液与含氨基的zif-l材料的质量比为1-10：1，接枝条件为：25-30℃下混合24-30h。
13、优选的，所述含氨基的zif-l材料为nh2-co/zn-zif-l纳米颗粒，pfsa溶液为pfsa醇水溶液，且其浓度为0.01-0.1g·ml-1；醇与水的体积比为1：0.5-2，本发明的一个优选方式中，醇与水的体积比为1：1。
14、优选的，所述铸膜液由改性zif-l材料、cs-pva、溶剂和交联剂混合后而得。
15、优选的，所述铸膜液的混合条件为：20～25℃的条件下搅拌24～30h；所述cs与pva总量、改性zif-l材料、交联剂、溶剂的质量比为1：0.02～0.1：0.02～0.05：25～35，cs与pva的质量比为3.5～4.5：1。
16、需要说明的是，铸膜液配方中物质的总质量为定值，在cs、pva、ma的添加量固定的情况下，改变pfsa-g-zif-l纳米复合物的添加量，相应的溶剂的量就随之而改变，pfsa-g-zif-l纳米复合物含量增加，则会影响膜的结构、水通量、截留率及表面粗糙度等。
17、优选的，活化的多孔支撑层由多孔支撑层按照下列方式活化：
18、将多孔支撑层浸泡在naoh水溶液中水解处理；水解完成后取出多孔支撑层，用去离子水反复冲洗，直至ph为中性，室温晾干后即得。
19、进一步的，所述naoh水溶液的浓度为0.8～1.2mol/l，浸泡时间为1～2h，冲洗时间为5-8min。
20、优选的，所述溶剂为水和乙酸，且水和乙酸的质量比为40～50：1，所述交联剂为马来酸酐。
21、优选的，活化后的多孔支撑层为活化的pan底膜。
22、优选的，涂覆厚度为1-3μm，45-55℃下干燥24-36h。
23、上述的渗透汽化膜在制备处理化工废水、医药废水、海水淡化与污水再生材料方面的应用。
24、本发明的有益效果是：
25、(1)本发明中通过溶液涂覆法制备pfsa-g-zif-l/cs-pva渗透汽化膜，即在多孔支撑层上用刮刀涂覆一层薄薄的渗透汽化层，然后通过溶剂挥发即得。当在聚合物基质添加pfsa-g-zif-l纳米复合物时，可以同时提高渗透汽化膜的水通量至9-40kg·m-2·h-1)与盐截留率至99.98-99.99％，解决了现有技术中存在的不足，即膜水通量增加时截留率下降，反之，截留率增加时水通量下降的“跷跷板”现象。
26、(2)本发明有效改善渗透汽化膜的亲水性与溶胀程度，且渗透汽化膜膜的热稳定性提高，有利于在65℃左右高温下进行渗透汽化实验；
27、(3)本发明中渗透汽化膜，其制备简单易行，成本低廉，应用范围广，具有良好的应用前景；
28、(4)本发明中渗透汽化膜，其制备时，由于经过pfsa对zif-l的接枝改性，pfsa-g-zif-l纳米复合物可稳定存在于该渗透汽化膜中，提高了渗透汽化膜的稳定性和长时间使用性能；
29、(5)添加pfsa-g-zif-l纳米复合物对cs-pva渗透汽化膜进行改性之所以能够提高渗透汽化膜的水通量与盐截留率，原因如下：
30、(a)本发明的pfsa-g-zif-l纳米复合物的加入增加了渗透汽化膜内水分子的运输路径，降低组分渗透过程中的传质阻力；
31、(b)本发明的pfsa-g-zif-l纳米复合物中的氨基和-so3-等亲水基团增强了渗透汽化膜的亲水性，同时增加了膜与盐离子的结合能力和膜内的空间位阻，从而增加了膜对盐离子的选择性；
32、(c)pfsa的接枝提供了额外的交联位点，从而形成了一个更致密的网络，可以抑制盐离子的扩散，提高渗透汽化膜的截留率；
33、(d)本发明的pfsa-g-zif-l纳米复合物通过氮气吸附测量确定的孔径(0.663nm)位于水分子(～0.27nm)和水合钠(～0.72nm)之间，使得渗透汽化膜能截留盐离子，具有很高的截留率。
34、综上，利用pfsa-g-zif-l纳米复合物的优异性能，有效改善膜的亲水性，同时具有较高的水通量与盐截留率，同时，相比于纯cs-pva渗透汽化膜，pfsa-g-zif-l/cs-pva膜的热稳定性更高，而且由于经过pfsa对zif-l的接枝改性，pfsa-g-zif-l纳米复合物可稳定存在于膜中，提高了膜的长时间使用性能。
1.改性zif-l材料在制备铸膜液、渗透汽化膜、处理化工废水、医药废水、海水淡化与污水再生材料方面的应用，所述改性zif-l材料由pfsa溶液接枝到含氨基的zif-l材料的表面而制得。
2.一种渗透汽化膜，其特征在于：含改性zif-l材料的铸膜液涂覆于活化后的多孔支撑层上，成膜后经干燥而制得。
3.根据权利要求2所述的一种渗透汽化膜，其特征在于：所述改性zif-l材料由pfsa溶液接枝到含氨基的zif-l材料的表面而制得。
4.根据权利要求3所述的一种渗透汽化膜，其特征在于：所述含氨基的zif-l材料为nh2-co/zn-zif-l纳米颗粒，pfsa溶液为pfsa醇水溶液。
5.根据权利要求2所述的一种渗透汽化膜，其特征在于：所述铸膜液由改性zif-l材料、cs-pva、溶剂和交联剂混合而得。
6.根据权利要求5所述的一种渗透汽化膜，其特征在于：所述cs-pva总量、改性zif-l材料、交联剂、溶剂的质量比为1：0.02～0.1：0.001～0.05：25～35，cs与pva的质量比为3.5～4.5：1。
7.根据权利要求5或6所述的一种渗透汽化膜，其特征在于：所述溶剂为水和乙酸，且水和乙酸的质量比为45～50：1，所述交联剂为马来酸酐。
8.根据权利要求2所述的一种渗透汽化膜，其特征在于：所述活化后的多孔支撑层为活化的pan底膜。
9.根据权利要求2所述的一种渗透汽化膜，其特征在于：铸膜液成膜干燥后的厚度为1-3μm，45-55℃下干燥24-36h。
10.权利要求2-9任一项所述的渗透汽化膜在制备处理化工废水、医药废水、海水淡化与污水再生材料方面的应用。
