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放射性的碘核素，例如:129I、131I和123I等，发出的射线会直接破坏细胞和组织结构，并且半衰期较长且有流动性可通过水体在生物内富集造成严重的伤害。金属-有机框架（Metal-Organic Frameworks MOFs）多孔材料，具有比表面积大、孔隙率高等特点，但大部分MOFs材料稳定性差、制备复杂、造价昂贵，直接应用于水处理领域时还存在处理污染物体积小、效率低和循环性差的弊端。而制备MOFs膜材料不仅能克服上述缺点而且能调节孔径与膜厚度达到筛分作用。以高效捕集放射性废水中碘离子为导向，以MOFs为材料制备对水溶液中碘离子具有分离特性且稳定性较好的分离膜，探究MOFs膜对水溶液中碘离子的分离性能与机理，对含碘放射性废水的处理具有重要研究意义和价值。
本文选择水稳定性和热稳定性较好且孔道尺寸（0.7nm）与水溶液中碘离子尺寸十分接近的UiO-66为研究对象，利用二次生长法在陶瓷管外壁构筑连续致密的UiO-66膜，研究了制膜过程中，UiO-66纳米晶种的可控制备、晶种在陶瓷管外壁的沉积方法和二次生长法合成条件对UiO-66膜微观结构的影响。同时探索了碘离子浓度、溶液pH值、混合阴离子对UiO-66膜分离碘离子性能的影响，还对UiO-66膜的循环使用性进行了初步探索。为了提高UiO-66膜对碘离子的分离性能，采取合成后修饰的策略，在UiO-66膜表面修饰聚4-乙烯基吡啶和聚吡咯高分子材料，并对上述聚合物修饰改性后的UiO-66膜分离水溶液中碘离子性能进行了研究。具体的研究内容分为以下三个部分：
（1）在管式α-Al2O3膜表面定向合成出连续致密的UiO-66膜。探究了水热法可控制备UiO-66纳米晶体，二次生长法制备UiO-66膜，以及UiO-66纳米晶体的沉积条件和管式陶瓷膜表面的功能化修饰。实验研究发现，醋酸的去质子化作用较PVP更好，能得到尺寸较小的UiO-66晶体；浸渍-提拉作为晶种沉积方式更加适合二次生长法制备UiO-66膜。而在二次生长的过程中以氢氟酸作为去质子化试剂能得到晶体互生性较好的UiO-66膜，同时以3-异氰酸酯基丙基改性的UiO-66膜较以3-氨基丙基乙氧基硅烷改性的厚度更薄，大约是20μm。
（2）对UiO-66膜的分离性能进行深入研究。通过过滤压力为0.5Mpa，过滤时间为4h的过滤性能实验，探究UiO-66膜的重复过滤性能，以及水溶液中碘离子初始浓度、溶液pH值以及溶液中共存阴离子对UiO-66膜分离碘离子性能的影响。实验研究发现，UiO-66膜在0.5Mpa的操作压力下对碘离子的截留率为87%，UiO-66膜重复使用5次后对碘离子的截留分离能力下降至76%。
（3）以合成后修饰为策略提高UiO-66膜对水溶液中碘离子的分离性能。通过带有富氮芳香环聚合物的聚4-乙烯基吡啶（P4VP）和聚吡咯（PPy）对UiO-66膜进行晶间空隙的修复，并对涂覆P4VP的UiO-66膜进行季铵化处理，通过静电吸附作用提高UiO-66膜对碘离子的捕集性。研究发现，化学聚合聚吡咯存在不可控性，无法较好地对UiO-66膜进行晶间空隙的修复，而对于P4VP作为分子改性剂，随着P4VP涂覆浓度的提高，涂覆改性后的P4VP@UiO-66膜的碘水过滤性能也随之增加。当使用最大涂覆浓度（3×10-3mmol/L浓度的P4VP溶液）时，截留率达到92.61%，而最大涂覆浓度的P4VP@UiO-66膜经季胺化反应后截留率将进一步提高至94.20%。
本文选择水稳定性和热稳定性较好且孔道尺寸（0.7nm）与水溶液中碘离子尺寸十分接近的UiO-66为研究对象，利用二次生长法在陶瓷管外壁构筑连续致密的UiO-66膜，研究了制膜过程中，UiO-66纳米晶种的可控制备、晶种在陶瓷管外壁的沉积方法和二次生长法合成条件对UiO-66膜微观结构的影响。同时探索了碘离子浓度、溶液pH值、混合阴离子对UiO-66膜分离碘离子性能的影响，还对UiO-66膜的循环使用性进行了初步探索。为了提高UiO-66膜对碘离子的分离性能，采取合成后修饰的策略，在UiO-66膜表面修饰聚4-乙烯基吡啶和聚吡咯高分子材料，并对上述聚合物修饰改性后的UiO-66膜分离水溶液中碘离子性能进行了研究。具体的研究内容分为以下三个部分：
（1）在管式α-Al2O3膜表面定向合成出连续致密的UiO-66膜。探究了水热法可控制备UiO-66纳米晶体，二次生长法制备UiO-66膜，以及UiO-66纳米晶体的沉积条件和管式陶瓷膜表面的功能化修饰。实验研究发现，醋酸的去质子化作用较PVP更好，能得到尺寸较小的UiO-66晶体；浸渍-提拉作为晶种沉积方式更加适合二次生长法制备UiO-66膜。而在二次生长的过程中以氢氟酸作为去质子化试剂能得到晶体互生性较好的UiO-66膜，同时以3-异氰酸酯基丙基改性的UiO-66膜较以3-氨基丙基乙氧基硅烷改性的厚度更薄，大约是20μm。
（2）对UiO-66膜的分离性能进行深入研究。通过过滤压力为0.5Mpa，过滤时间为4h的过滤性能实验，探究UiO-66膜的重复过滤性能，以及水溶液中碘离子初始浓度、溶液pH值以及溶液中共存阴离子对UiO-66膜分离碘离子性能的影响。实验研究发现，UiO-66膜在0.5Mpa的操作压力下对碘离子的截留率为87%，UiO-66膜重复使用5次后对碘离子的截留分离能力下降至76%。
（3）以合成后修饰为策略提高UiO-66膜对水溶液中碘离子的分离性能。通过带有富氮芳香环聚合物的聚4-乙烯基吡啶（P4VP）和聚吡咯（PPy）对UiO-66膜进行晶间空隙的修复，并对涂覆P4VP的UiO-66膜进行季铵化处理，通过静电吸附作用提高UiO-66膜对碘离子的捕集性。研究发现，化学聚合聚吡咯存在不可控性，无法较好地对UiO-66膜进行晶间空隙的修复，而对于P4VP作为分子改性剂，随着P4VP涂覆浓度的提高，涂覆改性后的P4VP@UiO-66膜的碘水过滤性能也随之增加。当使用最大涂覆浓度（3×10-3mmol/L浓度的P4VP溶液）时，截留率达到92.61%，而最大涂覆浓度的P4VP@UiO-66膜经季胺化反应后截留率将进一步提高至94.20%。