CN112755803A - 一种制备高性能油水分离膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制备高性能油水分离膜的方法，包括：S1.制备包含聚合单体、引发剂、膜材料和有机溶剂的混合液，进行聚合反应；S2.将金属有机骨架材料加入到步骤S1得到的反应溶液中，制得铸膜液；S3.将所述铸膜液涂覆到基膜表面，并进行成膜处理，得到所述高性能油水分离膜。本发明制备的油水分离膜亲水性强，力学性能和机械强度高，水通量高，油水分离能力强，本技术方案易于工业化生产，在处理含油污水领域具有广阔的应用前景。

Description

一种制备高性能油水分离膜的方法
技术领域
本发明涉及一种制备高性能油水分离膜的方法，具体涉及到一种金属有机骨架材料和聚合单体通过共混聚合的方式来制备油水分离膜的技术方法。
背景技术
随着油气田的不断深化开采及三次采油技术的规模化应用，原油采出液中的含水率越来越高，大庆油田部分区块原油采出液含水率高达95％。采出液中较高的含水率若不脱除分离，则会对生产运输及炼化带来巨大危害。甚至会对当地的环境造成极大的危害。
目前常用的油水分离方法有重力沉降法、气浮法、吸附法、化学破乳法、生物法和膜分离法等。其中膜过滤分离法具有简单高效、操作灵活、环境污染低、通用性强等特点，是油水分离技术的主要发展方向。目前制备的膜材料存在着成膜性差、抗污染能力差、粘度较大的原油易堵塞孔道，通量衰减较快，油水分离效果不是十分理想(Journal of MembraneScience,2014,452:171-183.Nanoscale,2016,8(14):7638-7645.)。
相关研究表明细胞外层膜具有良好的亲水性，抗污染能力较强，其主要组成为磷酰胆碱基团(PC基团)，PC基团可以在细胞膜表面与水分子形成一层牢固的水化层(Journalof Biomedical Materials Research,1998,39(2):323-330.ACS Nano,2015,9(9):9188-9198.)，具有优秀的抗污染性能(中国专利CN 201610485188.2和CN201610485203.3)。但目前报道的通过磷酰胆碱基团改性的亲水性油水分离膜是通过表面改性的方式进行的，这种改性方式在长期使用过程中也存在着抗污染能力较差的缺点。同时这种方式构建的油水分离膜在使用过程中由于微纳米结构脱落，造成亲水性下降，抗污染能力下降和水通量衰减较快。
本发明通过共混的方式使亲水性可聚合单体(含磷酰胆碱基团)和金属有机骨架材料均匀的分散在膜中，这种改性方式对膜的力学性能和热稳定性没有影响，由于含有磷酰胆碱基团的两性离子聚合物具有良好的亲水性，金属有机骨架材料提供完美的微纳米粗糙结构，使制备的油水分离膜具有超亲水性，具有超强的抗污染能力，可以高效的处理多种含油污水，尤其是在处理高难分离含油污水方面具有重大的应用潜力。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的成膜性差、抗污染能力差、粘度较大的原油易堵塞孔道，通量衰减较快，油水分离效果不是十分理想等问题。利用磷酰胆碱基团良好的亲水性和金属有机骨架材料提供的完美的微纳米结构来制备高性能油水分离膜材料，其具有分离效率高、抗污染能力强，长周期运行通量不易衰减等技术优点，在处理含油污水方面具有重大的应用潜力。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种制备高性能油水分离膜的方法，包括：
S1.制备包含聚合单体、引发剂、膜材料和有机溶剂的混合液，进行聚合反应；
S2.将金属有机骨架材料加入到步骤S1得到的反应溶液中，制得铸膜液；
S3.将所述铸膜液涂覆到基膜表面，并进行成膜处理，得到所述高性能油水分离膜。
根据本发明的一些实施方式，所述金属有机骨架材料通过包括如下步骤的方法制备：
(1)制备包含硝基对苯二甲酸、四氯化锆、有机溶剂和水的混合物；
(2)加热所述混合物，发生反应，制得母体金属有机骨架材料；
(3)对步骤(2)制得的母体金属有机骨架材料进行缺陷处理，得到金属有机骨架材料。
根据本发明的一些实施方式，所述步骤(2)包括：
(2A)加热所述混合液，发生反应，得到固液混合物；
(2B)对所述固液混合物进行固液分离，得到的固体进行洗涤、活化和干燥处理，得到所述母体金属有机骨架材料。
根据本发明优选的实施方式，所述硝基对苯二甲酸、四氯化锆、有机溶剂和水的摩尔比为(1-100)：(1-100)：(10-6000)：(0.1-10)，优选为(1-10)：(1-10)：(100-6000)：(0.1-10)。
根据本发明的一些实施方式，在所述步骤(1)中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的至少一种。
根据本发明优选的实施方式，在所述步骤(1)中，使硝基对苯二甲酸、四氯化锆、有机溶剂和水混合，并进行超声处理，使其充分溶解。
根据本发明优选的实施方式，在所述步骤(2A)中，反应温度50-300℃，优选为80-160℃；反应时间1-100h，优选为24-72h。
根据本发明的一些实施方式，在所述步骤(2B)中，所述分离为离心分离，离心转速为5000-20000rpm，优选为10000-15000rpm；单次离心时长为5-50min，优选为10-40min；所述洗涤采用有机溶剂洗涤，优选为乙醇；所述洗涤时间5-50h，优选为10-40h。
根据本发明优选的实施方式，重复所述步骤(2B)中离心分离、洗涤操作3次以上。
根据本发明的一些实施方式，所述干燥为真空干燥，所述干燥温度为30-150℃，优选为110-120℃；所述干燥时间为24-72h，优选为24-48h。
根据本发明的一些实施方式，步骤(3)中所述缺陷处理为将步骤(2)制得的母体金属有机骨架材料在缓慢搅拌条件下加入到碱液中处理。
根据本发明优选的实施方式，步骤(3)中所述碱液pH≥13；所述碱液优选为NaOH溶液；所述碱液浓度为0.1-2％，优选为1-1.5％；所述搅拌条件优选为机械搅拌，搅拌转速100-150rpm，优选为100rpm；所述搅拌时间为5-20min，优选为15min；收集溶液中的固体颗粒物。
根据本发明的一些实施方式，所述步骤(3)中获得的固体颗粒物用有机溶剂进行洗涤，有机溶剂优选为乙醇；所述洗涤时间5-15h，优选为6-9h。
根据本发明优选的实施方式，将步骤(3)中一次洗涤后的固体颗粒物按照所述步骤(2B)中分离、洗涤步骤操作3次以上。
根据本发明优选的实施方式，所述步骤(3)中洗涤后的固体颗粒物在真空条件下进行干燥；所述干燥温度为30-60℃，优选为30-50℃；所述干燥时间为20-60h，优选为24-48h。
根据本发明的优选实施方式，所述金属有机骨架材料的粒径大小为200-600nm，比表面积为400-800m2/g。
根据本发明的一些实施方式，所述步骤S1中的聚合单体的结构式为
Figure BDA0002241621320000041
R1选自氢和C1-C20的烃基，优选自氢和取代或未取代的C1-C20的烷基；R2为C4-C20的两性离子基团或亲水基团。
根据本发明优选的实施方式，所述两性离子基团包括磷酰胆碱基团、羧酸甜菜碱基团和磺酸甜菜碱基团中的至少一种。
根据本发明优选的实施方式，所述亲水基团包括季氨基、吡啶盐、磺酸盐、硫酸盐、羧酸基和磷酸基中的至少一种。
根据本发明优选的实施方式，所述的引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酮和过氧化二碳酸二异丙酯中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述步骤S1中反应温度为40-120℃，优选为60-100℃；反应时间为12-36h，优选为12-24h；所述反应在惰性氛围下进行，惰性气体优选为氦气、氖气、氩气和氮气。
根据本发明的一些实施方式，所述步骤S2包括：将金属有机骨架材料加入到步骤S1得到的反应溶液中，在40-80℃下搅拌溶解，抽真空脱气后得到铸膜液；优选搅拌溶解温度为40-60℃。
根据本发明优选的实施方式，所述膜材料包括聚烯烃、聚砜和含氟聚合物中的至少一种；优选为聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯中的至少一种。
根据本发明的优选实施方式，所述膜材料在使用前经过干燥处理，除去膜表面的水分，以免影响后续的反应效率。
根据本发明的一些实施方式，所述膜材料、亲水性可聚单体、引发剂和有机溶剂的质量比为(5-20)：(1-10)：(0.02-0.5)：(63-95)，优选为(5-20)：(1-8)：(0.02-0.2)：(63-90)。
根据本发明优选的实施方式，以所述步骤S1得到的反应溶液的质量为100％计，所述步骤S2中金属有机骨架材料的加入量≥0.5wt％，优选为0.5-5wt％。
当步骤S2中金属有机骨架材料的加入量小于0.5wt％，所制备的油水分离膜性能较差，当步骤S2中金属有机骨架材料的加入量大于5wt％，所制备的油水分离膜性能并没有显著的改善，因此从经济角度考虑，优选0.5-5wt％的范围。
根据本发明的一些实施方式，所述成膜处理包括：
将涂覆了铸膜液的基膜浸入到水中，洗出结合不牢固的杂质，并使亲水基团从膜内迁移至膜表面，得到所述高性能油水分离膜。
根据本发明优选的实施方式，步骤S3中将所述铸膜液涂覆到基膜表面可在刮膜机上进行，例如基膜速度为1-3m/s，优选为1-1.6m/s，刮刀与基膜之间的尺寸之间的厚度为120-350μm，优选为150-300μm。
根据本发明优选的实施方式，所述基膜优选为聚酯无纺布。
根据本发明的另一个方面，提供一种制备高性能油水分离膜的方法制备的高性能油水分离膜在油水分离中的应用。
相比于现有技术，本发明提供的一种制备高性能的油水分离膜的方法，具有以下优点：
(1)本发明制备的油水分离膜亲水性强，力学性能和机械强度高，水通量高，油水分离能力强，本技术方案易于工业化生产。
(2)本发明在保持原有膜材料优良的性能基础上，采用经济易得的聚酯无纺布为基膜，引入含磷酰胆碱基团的聚合单体和金属有机骨架材料，表现出超亲水性，抗油污能力明显提高，在处理含油污水领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1中(a)为本发明实施例1制备的母体金属有机骨架材料的SEM图；
图1中(b)为本发明实施例1制备的金属有机骨架材料的SEM图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
【实施例1】
金属有机骨架材料的制备：
(1)取3.00g四氯化锆粉末、3.12g硝基对苯二甲酸粉末、0.20g去离子水，混合后投入盛有360g N，N二甲基甲酰胺的单口烧瓶中，超声处理12min，使其充分溶解。
(2)将烧瓶中的溶液转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，置于对流加热炉升温至110℃，反应36h；反应完成后，待反应釜冷却，收集反应产物。将反应产物转移至离心管中，在14000rpm转速下，离心18min，分离出固体颗粒物。在常温条件下，利用乙醇溶液对反应所得固体颗粒物进行洗涤8h，再利用上述分离方法离心分离获得一次洗涤后的固体颗粒物。将一次洗涤后的固体颗粒物重复上述离心、洗涤步骤3次，最后在温度为120℃的真空条件下，干燥24h，得到母体金属有机骨架材料。
(3)将母体金属有机骨架材料投入50mL浓度为1％的NaOH溶液中，缓慢搅拌15min；处理完成后，收集溶液中的固体颗粒物。在常温条件下，利用乙醇及去离子水对固体颗粒物进行洗涤6h，再通过步骤(2)中的分离方法离心分离获得一次洗涤后的固体颗粒物。将一次洗涤后的固体颗粒物重复上述离心、洗涤步骤3次，最后在温度为30℃的真空条件下，干燥24h，得到金属有机骨架材料。
【实施例2】
金属有机骨架材料的制备：
(1)取30g四氯化锆粉末、31.2g硝基对苯二甲酸粉末、1.5g去离子水，混合后投入盛有30Kg N，N二甲基甲酰胺的单口烧瓶中，超声处理35min，使其充分溶解。
(2)将烧瓶中的溶液转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，置于对流加热炉升温至110℃，反应45h；反应完成后，待反应釜冷却，收集反应产物。将反应产物转移至离心管中，在14800rpm转速下，离心32min，分离出固体颗粒物。在常温条件下，利用乙醇溶液对反应所得固体颗粒物进行洗涤38h，再利用上述分离方法离心分离获得一次洗涤后的固体颗粒物。将一次洗涤后的固体颗粒物重复上述离心、洗涤步骤3次，最后在温度为100℃的真空条件下，干燥48h，得到母体金属有机骨架材料。
(3)将母体金属有机骨架材料投入1000mL浓度为1.3％的NaOH溶液中，缓慢搅拌15min；处理完成后，收集溶液中的固体颗粒物。在常温条件下，利用乙醇及去离子水对固体颗粒物进行洗涤6h，再通过步骤(2)中的分离方法离心分离获得一次洗涤后的固体颗粒物。将一次洗涤后的固体颗粒物重复上述离心、洗涤步骤3次，最后在温度为48℃的真空条件下，干燥48h，得到金属有机骨架材料。
【实施例3】
(1)将9质量份干燥后的聚醚砜、3质量份的聚合单体2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)溶于58质量份的N,N-二甲基甲酰胺和29.4质量份的乙醇混合溶液中，加入0.06质量份的偶氮二异丁腈，在氦气气体的保护性下，在60℃下反应24h。
(2)反应结束后加入1.0质量份的实施例2制备的金属有机骨架材料在40℃下搅拌溶解，抽真空脱气后形成铸膜液。
(3)在刮膜机上固定好预处理后的基膜，按下列参数进行制膜，基膜速度：1.2m/s，刮刀与基膜之间的尺寸之间的厚度为250μm，将铸膜液刮涂到基膜表面后，将含有铸膜液的基膜浸入到水中，经水洗后可得到具有高性能的油水分离膜。
【实施例4】
(1)将15质量份干燥后的聚偏氟乙烯、5质量份的聚合单体2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)溶于80质量份的N,N-二甲基甲酰胺中，加入0.1质量份的偶氮二异庚腈，在氦气气体的保护性下，在80℃下反应24h。
(2)反应结束后加入2质量份的实施例2制备的金属有机骨架材料在60℃下搅拌溶解，抽真空脱气后形成铸膜液。
(3)在刮膜机上固定好预处理后的基膜，按下列参数进行制膜，基膜速度：1.5m/s，刮刀与基膜之间的尺寸之间的厚度为300μm，将铸膜液刮涂到基膜表面后，将含有铸膜液的基膜浸入到水中，经水洗后可得到具有高性能的油水分离膜。
【实施例5】
(1)将16质量份干燥后的聚砜、6质量份的聚合单体2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)溶于78质量份的二甲基乙酰胺中，加入0.15质量份的偶氮二异庚腈，在氦气气体的保护性下，在100℃下反应12h。
(2)反应结束后加入2.8质量份的实施例2制备的金属有机骨架材料在60℃下搅拌溶解，抽真空脱气后形成铸膜液。
(3)在刮膜机上固定好预处理后的基膜，按下列参数进行制膜，基膜速度：1m/s，刮刀与基膜之间的尺寸之间的厚度为220μm，将铸膜液刮涂到基膜表面后，将含有铸膜液的基膜浸入到水中，经水洗后可得到具有高性能的油水分离膜。
【实施例6】
(1)将15质量份干燥后的聚偏氟乙烯、5质量份的聚合单体2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)溶于80质量份的N,N-二甲基甲酰胺中，加入0.1质量份的偶氮二异庚腈，在氦气气体的保护性下，在80℃下反应24h。
(2)反应结束后加入7.5质量份的实施例2制备的金属有机骨架材料在60℃下搅拌溶解，抽真空脱气后形成铸膜液。
(3)在刮膜机上固定好预处理后的基膜，按下列参数进行制膜，基膜速度：1.5m/s，刮刀与基膜之间的尺寸之间的厚度为300μm，将铸膜液刮涂到基膜表面后，将含有铸膜液的基膜浸入到水中，经水洗后可得到具有高性能的油水分离膜。
【实施例7】
(1)将15质量份干燥后的聚偏氟乙烯、5质量份的聚合单体2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)溶于80质量份的N,N-二甲基甲酰胺中，加入0.1质量份的偶氮二异庚腈，在氦气气体的保护性下，在80℃下反应24h。
(2)反应结束后加入0.25质量份的实施例2制备的金属有机骨架材料在60℃下搅拌溶解，抽真空脱气后形成铸膜液。
(3)在刮膜机上固定好预处理后的基膜，按下列参数进行制膜，基膜速度：1.5m/s，刮刀与基膜之间的尺寸之间的厚度为300μm，将铸膜液刮涂到基膜表面后，将含有铸膜液的基膜浸入到水中，经水洗后可得到具有高性能的油水分离膜。
【对比例1】
金属有机骨架材料的制备：
(1)取30g四氯化锆粉末、31.2g硝基对苯二甲酸粉末、1.5g去离子水，混合后投入盛有30Kg N，N二甲基甲酰胺的单口烧瓶中，超声处理35min，使其充分溶解。
(2)将烧瓶中的溶液转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，置于对流加热炉升温至110℃，反应45h；反应完成后，待反应釜冷却，收集反应产物。将反应产物转移至离心管中，在14800rpm转速下，离心32min，分离出固体颗粒物。在常温条件下，利用乙醇溶液对反应所得固体颗粒物进行洗涤38h，再利用上述分离方法离心分离获得一次洗涤后的固体颗粒物。将一次洗涤后的固体颗粒物重复上述离心、洗涤步骤3次，最后在温度为100℃的真空条件下，干燥48h，得到母体金属有机骨架材料。
【对比例2】
(1)将9质量份干燥后的聚醚砜溶于58质量份的N,N-二甲基甲酰胺和33质量份的乙醇混合溶液中，40℃下搅拌溶解，抽真空脱气后形成铸膜液。
(2)在刮膜机上固定好预处理后的基膜，按下列参数进行制膜，基膜速度：1.2m/s，刮刀与基膜之间的尺寸之间的厚度为250μm，将铸膜液刮涂到基膜表面后，将含有铸膜液的基膜浸入到水中，经水洗后可得到具有高性能的油水分离膜。
【对比例3】
(1)将15质量份干燥后的聚偏氟乙烯溶于85质量份的N,N-二甲基甲酰胺中，在60℃下搅拌溶解，抽真空脱气后形成铸膜液。
(2)在刮膜机上固定好预处理后的基膜，按下列参数进行制膜，基膜速度：1.5m/s，刮刀与基膜之间的尺寸之间的厚度为300μm，将铸膜液刮涂到基膜表面后，将含有铸膜液的基膜浸入到水中，经水洗后可得到具有高性能的油水分离膜
【对比例4】
(1)将16质量份干燥后的聚砜溶于84质量份的二甲基乙酰胺在60℃下搅拌溶解，抽真空脱气后形成铸膜液。
(2)在刮膜机上固定好预处理后的基膜，按下列参数进行制膜，基膜速度：1m/s，刮刀与基膜之间的尺寸之间的厚度为220μm，将铸膜液刮涂到基膜表面后，将含有铸膜液的基膜浸入到水中，经水洗后可得到具有高性能的油水分离膜。
【对比例5】
(1)将15质量份干燥后的聚偏氟乙烯、5质量份聚合单体2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)溶于80质量份的N,N-二甲基甲酰胺中，加入0.1质量份的偶氮二异庚腈，在氦气气体的保护性下，在80℃下反应24h。
(2)在刮膜机上固定好预处理后的基膜，按下列参数进行制膜，基膜速度：1.5m/s，刮刀与基膜之间的尺寸之间的厚度为300μm，将铸膜液刮涂到基膜表面后，将含有铸膜液的基膜浸入到水中，经水洗后可得到具有高性能的油水分离膜。
【对比例6】
(1)将15质量份干燥后的聚偏氟乙烯、溶于83质量份的N,N-二甲基甲酰胺中，加入0.1质量份的偶氮二异庚腈，在氦气气体的保护性下，在80℃下反应24h。
(2)反应结束后加入2质量份的实施例2制备的金属有机骨架材料在60℃下搅拌溶解，抽真空脱气后形成铸膜液。
(3)在刮膜机上固定好预处理后的基膜，按下列参数进行制膜，基膜速度：1.5m/s，刮刀与基膜之间的尺寸之间的厚度为300μm，将铸膜液刮涂到基膜表面后，将含有铸膜液的基膜浸入到水中，经水洗后可得到具有高性能的油水分离膜。
【对比例7】
(1)将15质量份干燥后的聚偏氟乙烯、5质量份的聚合单体2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)溶于80质量份的N,N-二甲基甲酰胺中，加入0.1质量份的偶氮二异庚腈，在氦气气体的保护性下，在80℃下反应24h。
(2)反应结束后加入2质量份的对比例1制备的金属有机骨架材料在60℃下搅拌溶解，抽真空脱气后形成铸膜液。
(3)在刮膜机上固定好预处理后的基膜，按下列参数进行制膜，基膜速度：1.5m/s，刮刀与基膜之间的尺寸之间的厚度为300μm，将铸膜液刮涂到基膜表面后，将含有铸膜液的基膜浸入到水中，经水洗后可得到具有高性能的油水分离膜。
将实施例3-7、对比例2-7制备的油水分离膜进行静态接触角(WCA)测试，并选用原油、汽油、煤油、正己烷和甲烷测试制备的实施例3-7、对比例2-7制备的油水分离膜进行水下油滴接触角(OCA)测试，测试结果如表1所示。
选用原油、汽油、煤油、正己烷和甲苯模拟油水混合物对实施例3-7、对比例2-7制备的油水分离膜进行油水分离性能测试，测试结果如表2所示。具体测试过程如下：
(1)乳化液的制备：以司盘-80为乳化剂，来制备原油、汽油、煤油、正己烷和甲苯的乳化液。具体制备方法如下：在1L去离子水中加入12mL油和3g司盘-80乳化剂，用磁力搅拌器搅拌12hr，转速为1800rpm。
(2)将不同改性的微滤膜固定在终端过滤系统(超滤杯)上，向过滤杯中加入不同油水乳化液。在0.1MPa条件下预压至水通量恒定，然后在0.08MPa条件下进行实验，每隔一定时间测量滤液质量变化，至乳液减少80％后停止实验。
(3)用红外测油仪测试分离后水中的含油量。
表1
Figure BDA0002241621320000111
表2
Figure BDA0002241621320000121
通过表1和表2，我们可以看出，在含磷酰胆碱基团的聚合单体和金属有机骨架材料的共同作用下制备的油水分离膜表现出超亲水性，抗油污能力明显提高，在处理含油污水领域具有广阔的应用前景。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.一种制备高性能油水分离膜的方法，包括：
S1.制备包含聚合单体、引发剂、膜材料和有机溶剂的混合液，进行聚合反应；
S2.将金属有机骨架材料加入到步骤S1得到的反应溶液中，制得铸膜液；
S3.将所述铸膜液涂覆到基膜表面，并进行成膜处理，得到所述高性能油水分离膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属有机骨架材料通过包括如下步骤的方法制备：
(1)制备包含硝基对苯二甲酸、四氯化锆、有机溶剂和水的混合物；
(2)加热所述混合物，发生反应，制得母体金属有机骨架材料；
(3)对步骤(2)制得的母体金属有机骨架材料进行缺陷处理，得到金属有机骨架材料。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中的聚合单体的结构式为
Figure FDA0002241621310000011
式中，R1选自氢和C1-C20的烃基，优选自氢和取代或未取代的C1-C20的烷基；R2为C4-C20的两性离子基团或亲水基团；优选地，所述两性离子基团包括磷酰胆碱基团、羧酸甜菜碱基团和磺酸甜菜碱基团中的至少一种；优选地，所述亲水基团包括季氨基、吡啶盐、磺酸盐、硫酸盐、羧酸基和磷酸基中的至少一种。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酮和过氧化二碳酸二异丙酯中的至少一种；和/或，所述膜材料包括聚烯烃、聚砜和含氟聚合物中的至少一种。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中的反应温度为40-120℃，反应时间为12-36h；所述反应在惰性氛围下进行，惰性气体优选为氦气、氖气、氩气和氮气。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：将步骤金属有机骨架材料加入到步骤S1得到的反应溶液中，在40-80℃下搅拌溶解，抽真空脱气后得到铸膜液。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述膜材料、聚合单体、引发剂和有机溶剂的质量比为(5-20)：(1-10)：(0.02-0.5)：(63-95)。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其特征在于，以所述步骤S1得到的反应溶液的质量为100％计，所述步骤S2中金属有机骨架材料的加入量≥0.5wt％。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述成膜处理包括：
将涂覆了铸膜液的基膜浸入到水中，水洗后得到所述高性能油水分离膜。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法制备得到的高性能油水分离膜在油水分离中的应用。
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