3.3.膜稳定性测试
稳定性是评估膜在实际应用中的重要标准 。 因此 ， 通过在200 ppm溶液中过滤水溶性刚果红20小时来测试ACOF-1/HPAN复合膜的长期运行稳定性 。 如图5d所示 ， ACOF-1/HPAN复合膜由于优异的亲水性和稳定的结构而表现出显着的稳定性和分离性能 。 渗透率仍处于较高水平（>69.3 L m–2 h–1 bar–1） ， CR的废品率总体恒定且高于99% 。 由于膜污染和浓差极化的影响 ， 渗透率略有下降 。 TGA分析进一步证明了ACOF-1/HPAN复合膜的热稳定性 。 如图S2所示 ， ACOF-1/HPAN复合膜的分解发生在约310 °C 。 初始阶段的轻微失重可能是由于吸附水的挥发 。 ACOF-1/HPAN复合膜的耐溶剂性是通过将膜浸入不同的溶剂中来测试的 ， 即在环境温度下 ， 去离子水、DCM、丙酮和乙醇中浸泡7天 。 图6a表明 ， 经过上述处理后 ， 膜对CR溶液的分离性能没有明显变化 ， 浸入去离子水和乙醇时水渗透率略有增加 ， 相应的截留率降低 。 当浸入DCM和丙酮中时 ， 观察到透水性略有下降 。 此外 ， 该膜在DCM中比在乙醇和丙酮中更稳定 ， 表明ACOF-1/HPAN复合膜可以成为有机溶剂纳滤的候选材料 。
图6. ACOF-1/HPAN复合膜在环境温度下在不同溶剂中的稳定性7天 。 ACOF-1/HPAN复合膜与文献报道的其他膜相比的染料分离性能（详细性能见表S4） 。
目前 ， 由于膜材料的化学稳定性有限 ， 工业膜的应用通常仅限于相对温和的操作条件 。 然而 ， 具有极端pH值的腐蚀性溶液的存在使得许多分离操作涉及苛刻的条件 ， 例如 ， 纺织工业废水和含磷污水的处理 ， 乳制品工业清洁液的过滤 ， 高碱性条件下半纤维素的分离 ， 等等 。 因此 ， 优异的化学稳定性对于膜的工业应用至关重要 。 对于化学稳定性评估 ， 将ACOF-1/HPAN复合膜在NaOH和HCl溶液（2 M）中浸泡一周 ， 然后用去离子水反复冲洗 。 经过上述处理后 ， ACOF-1/HPAN复合膜的表面形貌和化学结构没有明显变化（图S10-S11） 。 如图6a所示 ， 经过上述处理后 ， ACOF-1/HPAN复合膜的分离性能没有明显变化；碱处理膜的截留性能略有下降可能是由于HPAN底物对碱性环境更敏感 ， 但仍在可接受的范围内 。 透水率略有增加的原因是将制备的膜长期浸泡在上述溶剂中引起复合膜的轻微溶胀 。 上述结果表明其在苛刻的酸性或碱性条件下具有优异的化学稳定性 。
3.4.膜性能比较
此外 ， 为了突出ACOF-1/HPAN复合膜的突出性能 ， 比较了不同膜的染料抑制性能（图6b） 。 文献中大多数其他膜的水渗透性相对较差（<80 L m–2 h–1 bar–1） ， 尽管它们具有令人满意的染料排斥性能 。 我们的ACOF-1/HPAN复合膜表现出优异的透水性 ， 比文献中的各种类型的膜（包括MOF基膜、聚合物膜和其他COF基膜）高5-12倍 ， 具有竞争性的染料截留性能 ， 表明其在染料分离方面的巨大潜力 。
4 。 结论
总之 ， 我们在HPAN多孔基材上通过IP制备了连续的吖嗪连接的ACOF-1膜 ， 用于高效分子分离 。通过控制前驱体浓度、反应时间和催化剂用量 ， 优化膜结构和分离性能 。优化后的ACOF-1/HPAN复合膜具有142 L m–2 h–1 bar–1的超高透水性和令人满意的脱色率（>99%） ， 这是由于其合适的孔结构、优异的亲水性和超薄选择性 层（~65 nm） 。此外 ， 所得膜表现出优异的操作稳定性和化学稳定性 。卓越的分离性能和优异的化学稳定性使ACOF-1成为制备用于纺织废水处理和恶劣条件下特定分离过程的膜的潜在候选材料 。
本文仅用于学术交流 ， 不得用于商业用途 。
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