目的及意义（国内外的研究现状分析）

染料废水已成为水污染的最大来源之一。染料废水具有产生量大、色度高、化学需氧量(COD)高、成分复杂、水质和水量不稳定、规律不明显、含有毒有害物质和难生物处理等特点。常用的染料废水处理技术主要分为物理法、化学法与生物法三类。其中物理法主要包括吸附法、混凝法和膜分离法。与一般废水处理方法相比，膜分离法应用于染料废水的处理，具有选择性好，水通量高，设备简单，操作方便，安全可靠，不发生相变，使用寿命长，可在常温下行等优点。纳滤法作为膜分离法中的一种方法，是一种经济、高效、环保的染料废水处理方法。纳滤工艺的核心是开发一种高水通量、高耐染料的膜。因此在水资源日益短缺的今天，开发出高选择性高通量并且具有一定机械强度的高性能的膜用于染料废水的分离显得尤为必要。

由于与聚合物链的高相容性，MOFs已成为一种优良的多孔填料，能显著提高膜的渗透性和选择性。其中ZIFs作为MOFs的一个分支，ZIF-8具有多孔性、超高的比表面积、孔道结构规整、孔道化学性质可变、易于制备、廉价易得、良好的热稳定性和水稳定性等优点，在膜分离染料废水处理方面具有极大的优势。将MOFs合并到聚合物基体中制备混合膜已被证明是提高膜性能的有效方法。MOFs作为多孔填料，增加了分子输运通路，提高了混合膜的渗透性，特别是孔径合适的MOFs也可以提高杂交膜的选择性。

本课题针对陶瓷管微通道长径比大和内表面呈化学惰性等特点，并结合MOF材料和氧化石墨烯的优势，采用微流动方法，利用化学偶联剂的辅助作用，在陶瓷管内表面制备具有高通量和高选择性的膜层，实现染料废水的分离。

国内外的研究现状分析：

金属-有机骨架(MOFs)是由金属离子和桥联有机配体组成的，在过去的十年中被广泛的研究。这些固体具有规则和高度可调的孔结构，以及由多种有机配体和连接体拓扑、连通性和化学功能连接的次级建筑单元的巨大变异性，与传统的多孔材料如沸石和碳基材料相比，MOFs支架可以用于增强对特定化学物种的吸附，从而实现精确和快速的分离。MOFs由于其固有的多孔特性、独特的化学多功能性和丰富的功能，在包括膜分离在内的各种工业应用中得到了广泛的关注。与沸石类似，MOF被认为是一种可行的膜基分离材料，通常在基质上生长以形成连续膜或作为填料形成混合基质膜(MMMS)。与传统的具有“刚性”骨架的无机粒子相比，MOFs骨架的有机特性可能会促进与聚合物的相互作用，从而使其具有良好的相容性。与原始膜相比，所获得的MOF基膜具有更强的渗透性和选择性。

目前金属-有机骨架材料(MOFs)的膜分离研究主要集中于膜的制备过程，多采用平板多孔载体或掺杂到高分子溶液中制备复合膜，而管状载体因其比表面大、易封装等优点更具有研究潜力和工业应用价值。类沸石咪唑骨架ZIFs材料作为MOFs的分支，是由四面体中心离子和咪唑类有机配体桥连配位形成。ZIFs材料具有沸石分子筛的稳定孔隙结构、均一的孔分布、较高的热稳定性及化学稳定性，成为制膜研究的首选材料。

ZIF系列MOFs是通过过渡金属原子Zn(Ⅱ)或者Co(Ⅱ)与咪唑以及咪唑衍生物发生配位反应得到的一系列新型的，具有类沸石拓扑结构的多孔MOFs材料。ZIFs系列除了具有MOFs的多孔性能、大比表面积、孔道结构规整以及孔道化学性质可变等优点，同时具有优秀的热稳定性以及水稳定性。研究发现ZIFs多孔材料对CO₂,H₂和CH₄等气体具有较强的吸附能力，特别是对二氧化碳具有较高的选择吸附能力，因此ZIFs系列材料在气体储存与分离领域具有较大的潜力，包括ZIF-8,ZIF-90,ZIF-95,ZIF-100等多种ZIFs材料都表现不错的气体储存或分离效果。

ZIFs作为MOFs的一个家族，除了具有MOFs的多孔性能、大比表面积、孔道结 构规整以及孔道化学性质可变等优点外，同时具有优秀的热稳定性以及水稳定性。ZIF-8的金属离子为Zn² 或Co² ，配体为2-甲基咪唑，廉价易得，因此易于规模化制备。基于以上特性，ZIF-8在有机水溶液的脱水方面具有极大的优势，引起了研究人员的广泛关注。