MOFPVDF复合膜制备及其性能研究的任务书.docx

MOFPVDF复合膜制备及其性能研究的任务书
任务书
一、研究背景
氟塑料是一种高性能的工程塑料，以其优异的耐腐蚀性、高温性能、机械性能、电性能、防火性能等特点而广泛应用于航空、航天、汽车、电子、化工等领域。其中，聚偏氟乙烯（PVDF）是一种重要的氟塑料，因其极性较强、结晶度高、抗化学性强、低温韧性好等特点而备受青睐。MOF（金属有机框架）是一类新型的有机-无机杂化材料，具有极高的表面积和多孔性，在气体分离、分子存储、催化反应等领域有广泛应用。将MOF与PVDF复合可同时发挥两种材料的优异性能，制备出具有高效分离、低能耗、环保等优点的复合膜。
二、研究目的
本研究旨在探究MOF与PVDF复合膜的制备方法及其性能，为实现高效分离、低能耗、环保的气体分离技术提供理论和实验基础。具体目标如下：
1.研究MOF与PVDF复合膜的制备方法，选定适宜的MOF与PVDF材料、添加剂和制备工艺，制备出具有良好性能的复合膜。
2.系统研究MOF与PVDF复合膜的微观结构及其对性能影响，探究MOF与PVDF相互作用机制。
3.评价MOF与PVDF复合膜的性能，包括分离性能、通量、机械性能、抗污染性能等指标，并与已有气体分离膜进行对比分析。
4.根据研究结果，结合气体分离应用需求，优化MOF与PVDF复合膜的制备工艺及材料配比，提高复合膜性能。
三、研究内容和方法
1.复合膜制备方法的研究
选定MOF材料（如ZIF-8、UiO-66等）与PVDF材料，根据复合膜制备流程（如溶液浸渍法、溶液旋涂法、浆料制备法等），探究不同配比及制备工艺下制备的复合膜结构和性能差异，并对照已有研究结果进行分析。
2.MOF-PVDF相互作用机制研究
借助红外光谱、扫描电镜、X射线衍射等手段，系统探究MOF与PVDF复合膜微观结构以及MOF与PVDF相互作用机制，分析不同结构对复合膜性能的影响。
3.复合膜性能评价
以CO2和CH4作为分离物，评价复合膜分离性能，分析复合膜的通量、选择性、机械性能、抗污染性能等指标，并与已有相关研究结果进行对比分析。
4.复合膜制备工艺优化
根据研究结果，结合实际气体分离应用需求，进一步优化复合膜的制备工艺及材料配比，提高复合膜性能。
四、研究意义和预期成果
本研究重点研究了MOF与PVDF复合膜的制备方法及其性能，对实现高效分离、低能耗、环保的气体分离技术有重要意义。具体意义如下：
1.研究成果可以为开发新型气体分离膜材料提供理论和实验依据。
2.研究结果可为实现高效分离、低能耗、环保的气体分离技术提供可靠的技术支持。
3.气体分离技术的发展将有助于推进我国国家能源战略的实现和环境保护工作的开展。
预期成果：本研究将制备出具有良好性能的MOF-PVDF复合膜，并针对其微观结构和性能进行深入分析和评价，为开发新型气体分离膜材料提供理论和实验基础。同时，本研究所掌握的复合膜制备工艺及优化经验，可为气体分离技术的研发提供有益借鉴。