本发明涉及一种高分子混合基质超滤膜及其制备方法，特别是涉及一种基于金属有机框架mil-53（fe）的耐高温中空纤维超滤膜及其制备方法。
背景技术：
1、水资源的匮乏和日益严重的水污染已成为制约社会进步和经济发展的瓶颈，废污水资源化利用成为全球普遍关注的问题。由于经济的高速发展，产生大量的废污水，污水资源化已成为解决水资源危机的战略选择。在诸多的污水资源化技术中，膜分离技术是最好的选择之一。在工业水处理领域，很多废污水的水温较高，由于目前常规超滤膜产品只能在45℃以下运行，需要对废污水通过不同手段降温后处理，势必会造成能耗的损失，同时造成废污水处理成本的提高。因此，急需研发一种耐高温中空纤维超滤膜，以满足高温废污水处理的需要。
2、混合基质膜，是将有机和无机成分化学交联或微观混合形成的膜，又称“有机-无机杂化膜”，因兼具无机膜的耐腐蚀、耐热性和有机膜的高分离性和韧性等优点，成为了研究膜材料改性的热点之一。金属有机框架(metal-organic frameworks，mofs) 是一种具有无限网络结构的多孔材料；相比于传统的无机多孔材料，mofs材料拥有沸石、活性炭、碳纳米管等无机多孔材料无可比拟的优良性能，其微孔孔容要比上述多孔材料高出几倍，且具有孔道可变、化学结构稳定等特点；这些优良的特性使得mofs材料在气体存储、水体污染物吸附分离、气体催化等方面具有巨大的应用前景。同时，作为一种新型的有机无机杂化材料，金属有机框架结构中的有机配体有助于提高mofs粒子与聚合物基质间的亲和力，是理想的混合基质膜分散相。因此，如将适宜的mofs材料与聚合物膜材料共混制备混合基质超滤膜，有望在获得高水通量、截留率的同时，也使超滤膜产品具有耐高温和抗污染性能及高的机械强度，这为混合基质超滤膜的研究开发及应用推广提供了新的思路。
3、目前，国内外有研究人员通过对高分子基膜进行处理，制备耐高温分离膜。发明专利zl201810614366.6通过交联法对中空纤维基膜引入纳米颗粒使之具有耐温性能；发明专利cn 113426308 a通过使用多孔pp材质作为管式膜的支撑基材，通过相转化法在pp基材管内壁涂覆制备了pass超薄过滤致密层从而制备出一种具有较好耐酸碱、耐高温性能的高通量 pass/pp管式超滤膜；发明专利zl202011401689.0在聚丙烯基膜进行接枝改性使之上下两面各涂有一层改性膜，制备了耐高温改性滤膜；这些发明提高了分离膜的耐温性能，但制备工艺较为复杂。采用金属有机框架mil-53(fe) 共混法改善中空纤维超滤膜的结构，简化成膜工艺，提高混合基质超滤膜的耐温性能、机械性能和渗透性能、分离性能的研究，国内外尚未见文献报道；另外，制备耐高温中空纤维混合基质超滤膜并实现产业化，国内至今没有看到类似的耐高温中空纤维超滤膜产品的生产，国内外也尚未见相关文献报道。
技术实现思路
1、为解决以上技术问题，本发明的第一个目的是提供一种基于金属有机框架mil-53（fe）的耐高温中空纤维超滤膜，本发明的另一个目的是提供该耐高温中空纤维超滤膜的制备方法。
2、为实现上述第一发明目的，本发明采取的技术方案为：
3、一种基于金属有机框架mil-53（fe）的耐高温中空纤维超滤膜，是由以下质量百分比的物质组成的：聚合物膜材料12.0%～27.0%(w/w)、致孔剂9.0%～18.0%(w/w)、表面活性剂0.1%～2.0%(w/w)、金属有机框架mil-53（fe） 0.1%～3.5%(w/w)、溶剂49.5%～78.8%(w/w)；
4、所述的聚合物膜材料为聚醚砜、聚砜的一种或两种，含量为12.0%～27.0%(w/w)；
5、所述的致孔剂为聚乙二醇400、聚乙烯吡咯烷酮的一种，含量为9.0%～18.0%(w/w)；
6、所述的表面活性剂为非离子表面活性剂，如聚山梨酯（吐温）-80等，含量为0.1%～2.0%(w/w)；
7、所述的金属有机框架mil-53（fe）为一种表面光滑的不规则多面体纳米材料，含量为0.1%～3.5%(w/w)；
8、所述的溶剂为n,n-二甲基乙酰胺（dmac）、n-甲基吡咯烷酮（nmp）的一种或两种混合，含量为49.5%～78.8%(w/w)。
9、一种基于金属有机框架mil-53（fe）的耐高温中空纤维超滤膜的制备方法，包括以下步骤：
10、（1）将一定量的溶剂、致孔剂、表面活性剂按照一定的比例、顺序分别加入到溶解罐中，常温下搅拌均匀；然后再将一定比例的金属有机框架mil-53（fe）加入到溶解罐中，在30～90℃温度下搅拌1～3小时至分散均匀；
11、（2）将一定量的聚合物膜材料加入到溶解罐中，在30～90℃温度下搅拌溶解6～12小时至完全溶解，配制成初始铸膜液；然后，将得到的铸膜液在一定的温度下静止放置8～24小时使其完全脱泡；
12、（3）采用传统的相转化法纺丝工艺，控制铸膜液流速5.0～25.0ml/min，铸膜液温度为30～70℃，凝固浴温度为15～30℃，空气间高度为0～15cm，中空纤维膜凝固时间为0.5～3.0分钟，制备出耐高温中空纤维超滤膜；
13、（4）最后，将所制备的中空纤维膜放入去离子水中浸泡、冲洗16～24小时，以洗净添加剂；然后放到浓度为50%的甘油溶液中处理24～48小时，即制备出基于金属有机框架mil-53（fe）的耐高温中空纤维超滤膜。
14、所述的凝固浴为5.0%～15.0%(w/w)的n,n-二甲基乙酰胺水溶液。
15、本发明提供了一种基于金属有机框架mil-53（fe）的耐高温中空纤维超滤膜及其制备方法，将mil-53（fe）引入到聚合物中制备混合基质超滤膜，并赋予混合基质超滤膜良好的耐高温性能，这是本发明的创新之处。为了检验所制备的耐高温中空纤维超滤膜的耐温性能，本发明对所制备超滤膜的进行了测试。结果表明，将所制备的基于mil-53（fe）的耐高温中空纤维超滤膜置于100℃去离子水中处理60mins后，其纯水渗透系数为335.27l/㎡·hr·0.1mpa，牛血清蛋白（67000mw）截留率为96.29%，与处理前相比变化不大，说明其耐高温性能好。
16、本发明和已有技术相比，具有如下有益的效果：
17、（1）本发明所提供的金属有机框架mil-53（fe）共混改性所制备的耐高温中空纤维超滤膜与传统聚砜和聚醚砜超滤膜相比，其耐高温性能和抗污染性得到了很大的改善。
18、（2）本发明所提供的金属有机框架mil-53（fe）共混改性制备耐高温中空纤维超滤膜的方法，所用的设备与传统中空纤维超滤膜纺制设备一样，简单、易控，膜制备工艺简单，成膜的同时赋予所制备超滤膜耐高温性能和抗污染性能，易实现产业化。
1.一种基于金属有机框架mil-53（fe）的耐高温中空纤维超滤膜，其特征在于，其由包含以下质量百分含量的物质制备而成：
2.根据权利要求1所述的一种基于金属有机框架mil-53（fe）的耐高温中空纤维超滤膜，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种基于金属有机框架mil-53（fe）的耐高温中空纤维超滤膜，其特征在于：
4.一种基于金属有机框架mil-53（fe）的耐高温中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于，它包括：
5. 根据权利要求4 所述的一种基于金属有机框架mil-53（fe）的耐高温中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述的凝固浴为5.0～15.0%的n,n-二甲基乙酰胺水溶液。