聚乙烯醇_ZIF-8复合膜的制备及吸附性能.pdf

印染（2024 No.2）聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的制备及吸附性能杨亮1，孔韩韩1，李韦霖1，孟存飞2，王琴2，张天芸1，王雪梅1，李文全3，吕庄元3 1.兰州理工大学 机电工程学院，甘肃 兰州 730050；2.甘肃省金昌生态环境监测中心，甘肃 金昌 737100；3.兰州三毛实业有限公司，甘肃 兰州 730316摘要：通过溶液流延法制备了聚乙烯醇/ZIF-8复合膜，采用SEM、FT-IR、XRD、TGA、BET等对聚乙烯醇/ZIF-8复合膜进行表征，并探究了复合膜的水稳定性、机械性能，以及对刚果红（CR）的吸附性能。结果表明：聚乙烯醇与ZIF-8材料复合后能改善聚乙烯醇的热稳定性，增加膜表面粗糙度；吸附过程以化学吸附为主，通过内部扩散控制吸附速率，符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附曲线；ZIF-8质量分数为10%时制备的聚乙烯醇/ZIF-8复合膜，在温度20、刚果红溶液质量浓度95 mg/L时，对刚果红的最大吸附量达159.63 mg/g，使用4次后仍能保持93%的吸附效率。关键词：聚乙烯醇；ZIF-8；复合膜；吸附中图分类号：TS199；TB383.2文献标志码：BDOI：10.3969/j.yinran.202312009Preparation and adsorption performance of polyvinyl alcohol/ZIF-8 composite filmYANG Liang1,KONG Hanhan1,LI Weilin1,MENG Cunfei2,WANG Qin2,ZHANG Tianyun1,WANG Xuemei1,LI Wenquan3,LYU Zhuangyuan3 1.School of Mechanical and Electronical Engineering,Lanzhou University of Technology,Lanzhou 730050,China;2.Gansu Province JinchangEcological Environment Monitoring Center,Jinchang 737100,China;3.Lanzhou Sanmao Industrial LLC,Lanzhou 730316,ChinaAbstract:Polyvinyl alcohol/ZIF-8 composite film is prepared by solution casting method,and is characterizedby SEM,FT-IR,XRD,TGA,BET,etc.In addition,the water stability,mechanical properties and adsorptionperformance for Congo Red(CR)with the composite film are investigated.The thermal stability of polyvinylalcohol/ZIF-8 composite film is improved and the surface roughness is increased compared with the polyvinylalcohol film.The adsorption process is mainly chemical adsorption,and the adsorption rate is controlledthrough internal diffusion,which is more in line with the quasi second-order adsorption kinetic model and Langmuir adsorption curve.The maximum adsorption capacity for CR can reach 159.63 mg/g at the concentration of95 mg/L and the temperature of 20.When ZIF-8 is added at 10%,PVA/ZIF-8 composite film can still maintain 93%adsorption efficiency after 4 times of reuse.Key words:polyvinyl alcohol;ZIF-8;composite film;adsorption纺织印染废水处理是解决水污染问题的热点研究领域之一。目前，常用的废水处理方法如传统的生物工艺和膜技术等有一定的局限性，制备复合膜吸附印染废水中的染料离子因操作简单、环保等优点而备受关注。聚乙烯醇（PVA）是一种有机高分子化合物，外观为白色絮状、片状或粉末状固体1，无毒无味，没有腐蚀性2。此外，PVA 具有优良的水溶性3、耐污染性4、生物相容性、生物可降解性和优异的成膜性。以 PVA 为材料制备的膜具有高柔韧性和耐有机溶剂5。PVA耐光性好6-8，基本不受光照影响。目前其在纺织、医疗、食品等行业应用广泛。PVA分子链上含有大量的羟基亲水基团，因此，纯PVA 膜在水中容易溶胀甚至溶解，浸水后力学性能会变差，这些缺陷限制了其应用范围。金属有机骨架化合物（MOFs）是一类由金属原子或金属原子簇和有机配体通过共价键连接形成的有规则孔道的有机-无机纳米材料，具有较高的表面积、良好的热稳定性以及较大的孔隙率9-10，被应用于诸多领域，如CO2的储存和分离11-12、氢气的储存运输13、重金属离子的吸附14-15、化学物质的分离16、药物缓释和传输17等领域。其中，沸石咪唑酯骨架（ZIFs）系列材料作为MOF材料的一个重要分支，如ZIF-8、ZIF-67等具有较好的化学稳定性（在碱性以及有机溶剂中保持稳定），也可应用于气体吸附、传输等领域11-13。本研究利用沸石咪唑酯骨架8（ZIF-8）材料改善聚乙烯醇（PVA）热稳定性差、易水解和对染料吸附率低等问题，为 PVA 的改性以及用于印染废水处理提供一个新方向。将自制的ZIF-8材料按照不同比例加入PVA 溶液中，采用溶液流延法制成复合膜，并表征其结构，探究其对刚果红（Congo Red，CR）染料的吸附性能。收稿日期：2023-09-05；修回日期：2024-02-05基金项目：甘肃省自然科学基金（22JR5RA259）；兰州理工大学博士基金项目（07-0313）。作者简介：杨亮（1984），男，副教授，博士，主要从事印染助剂研究工作。E-mail：。72聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的制备及吸附性能印染（2024 No.2）1试验部分1.1药品与仪器药品六水合硝酸锌、刚果红（均为分析纯，天津市大茂化学试剂厂），PVA1799（分析纯，山东优索化工科技有限公司），乙酸（分析纯，山东旭晨化工科技），乙醇（分析纯，天津市汇杭华工科技有限公司），2-甲基咪唑（分析纯，上海麦克林生化科技有限公司）仪器HH-4型数显恒温水浴（温州市大荣纺织仪器有限公司），PTX-FA2105型电子天平（福州华志科学仪器有限公司），DHG-9240A型电热鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司），DJ1C-100型增力电动搅拌器（常州金坛大地自动化仪器厂），THZ-82A型水浴恒温振动器（苏州威尔实验用品有限公司），P4PC型紫外分光光度计（美普达仪器有限责任公司），JSM-6701F型扫描电子显微镜（日本JEOL公司），Nicolet iS5型傅里叶变换红外光谱仪（美国赛默飞世尔科技公司），D8DISCOVER型X-射线衍射仪（德国Bruker 公司），STA449C型TG-DSC同步示差扫描量热仪（德国 Netzsch 公司），TM2101型拉力测试机（广东艾斯瑞仪器科技有限公司），Tri Star II 3020中孔物理吸附仪使样品（杭州联测自动化技术有限公司）1.2试验方法1.2.1材料制备（1）ZIF-8材料的制备将3.498 g 2-甲基咪唑粉末溶解于120 mL去离子水中，室温下搅拌使其完全溶解，制成溶液A；同时将1.53 g Zn（NO3）26H2O粉末溶解于120 mL去离子水中制成溶液B。室温下，将溶液B倒入溶液A中，用磁力搅拌器搅拌3 h。室温下静置12 h，取下层乳白色的分散液装入离心管，用离心机将其分离，转速8 500 r/min，时间5 min，并用乙醇洗涤三次，将得到的白色物质在70 下真空干燥24 h后备用。（2）聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的制备首先，取五份相同质量（3.5 g）的聚乙烯醇（PVA），加入到三颈烧瓶，再分别加入46.5 mL 去离子水，给三颈烧瓶分别标注为F0、F1、F2、F3、F4。安装回流冷凝装置，用瓶塞封住瓶口，将三颈烧瓶和冷凝管固定在增力搅拌器上，使三颈烧瓶底部浸入恒温水浴锅中，水温设定为93。然后，分别取 0、0.50、1.00、1.50和2.00 g自制的ZIF-8材料放入烧杯中，分别向对应的烧杯中加入 50.0、49.5、49.0、48.5 和 48.0 mL 去离子水，制备好的溶液超声处理30 min。最后，超声处理后的溶液分别加入上述对应的PVA 溶液中，恒温搅拌（93，120 min）后将混合液倒入模具中，使其在室温下干燥成膜。1.2.2聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的表征（1）扫描电镜（SEM）先对样品进行喷金处理，采用JSM-6701F型电子扫描显微镜观察样品材料的外观形貌特征。（2）傅里叶红外光谱（FT-IR）待测样干燥后加入溴化钾，均匀混合后采用Nicolet iS5型傅里叶红外光谱仪观察材料的吸收峰，扫描范围为4004 000 cm-1，分辨率为4 cm-1，扫描次数为32次。（3）X射线衍射图（XRD）采用D8 DISCOVER型X射线衍射仪对样品的组分进行检测。测试电压40 kV，电流40 mA，扫描角度590，速度4/min。（4）热重分析（TGA）采用STA 449C型TG-DSC同步示差扫描量热仪测试材料的热学性能。测试用惰性气体N2作为保护气体，气体流速20 mL/min，升温速率10/min，温度变化范围25900。（5）比表面积BET将经过干燥处理的样品放入中孔物理吸附仪中，在-296 时，用样品对氮气进行吸附，吸附完成后在70 进行脱附，计算样品的比表面积BET和孔径大小。1.2.3聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜的水稳定性试验将聚乙烯醇/ZIF-8复合膜干燥至恒重，记为m0；将其放入100 mL去离子水中溶胀24 h，取出后用吸水纸将水分吸干并称量，记为m1；放入真空干燥箱干燥至恒重，称量后记为m2。计算复合膜的吸水率A（%）和溶解度S（%）。试验重复三次，取其平均值。A=（m1-m0）/m0100%（1）S=（m0-m2）/m0100%（2）1.2.4聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜机械性能测试将复合膜裁成15 mm150 mm的矩形试样，用拉伸试验机测试强度P和断裂伸长率E，测试速度20 mm/min，标距为50 mm。1.2.5聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜吸附性能测试（1）吸附动力学取100 mL不同浓度的刚果红溶液于玻璃瓶中，加入 20 mg 吸附剂，置于水浴恒温振荡器中，振荡速度240 r/min。达到吸附平衡后取上清液，用紫外分光光度计测定刚果红溶液浓度。按式（3）计算复合膜的吸附量。q=(c0-ct)V/m（3）式中：c0是刚果红溶液的初始质量浓度，mg/L；ct是试验结束时刚果红溶液的质量浓度，mg/L；V是所有溶液总体积，L；m是吸附剂质量，g。73印染（2024 No.2）对聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜进行吸附动力学分析。取15、45、95 mg/L刚果红溶液100 mL，分别加入10 mg的吸附剂，在20 的条件下间隔不同时间取上清液，用紫外分光光度计测刚果红溶液的浓度。准一级动力学模型：ln(qe-qt)=lnqe-k1t（4）准二级动力学模型：tqt=1k2q2e+tqe（5）内扩散模型：qt=Kt1 2+c（6）式中：k1为准一级动力学常数，min-1；k2为准二级动力学常数，g/（mgmin）；qe为吸附平衡时复合膜的吸附量，mg/g；qt表示t时刻复合膜的吸附量，mg/g；K为内扩散速率常数，mg/（gmin1/2）；c为常数。（2）吸附等温线目前，对于吸附等温线分析最常用的模型有两种，Langmuir模型和Freundich模型。ceqe=ceqm+1qmb（7）log2qe=log2KF+1nlog2ce（8）式中：qe是平衡吸附量，mg/g；qm是复合膜对刚果红的最大吸附量，mg/g；ce是达到吸附平衡时刚果红的质量浓度，mg/L；b是Langmuir模型平衡常数，L/mg；KF是Freundich 模型吸附平衡常数，(mg/g)(mg/L)-1n；n是Freundich吸附强度常数。（3）吸附热力学在吸附等温线的基础上对整个过程进行吸附热力学分析，主要分析吉布斯自由能（G）、熵变（S）以及焓变（H）三种热力学参数。（4）循环性能测试将吸附后的复合膜用无水乙醇浸泡以去除吸附的染料分子，再用去离子水洗涤，经烘干处理后再次进行吸附，连续测试4次。R=(Qm1-Qm4)/Qm1（9）式中：R为吸附效率，%；Qm1初始最大吸附量，mg/g；Qm4为第4次吸附量，mg/g。2结果与讨论2.1聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜的扫描电镜（SEM）分析聚乙烯醇（PVA）膜和聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜的扫描电镜照片见图1。由图1可见：纯PVA膜表面光滑致密平整，当添加ZIF-8材料制成复合膜后表面粗糙突起有颗粒感，这些突起的颗粒应该为ZIF-8颗粒14。这些颗粒能够增大膜比表面积，为染料吸附提供更多的吸附位点。DE（a）PVA膜（b）聚乙烯醇/ZIF-8复合膜图1PVA膜和聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的扫描电镜照片Fig.1SEM photos of PVA film and PVA/ZIF-8 composite film2.2聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的傅里叶红外光谱分析图2是PVA、ZIF-8和聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的红外光谱。#FP39$=,)39$=,)图2聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的红外光谱Fig.2Infrared spectrum of PVA/ZIF-8 composite film由图2可见，PVA红外图谱中波数3 440，2 961和1 090 cm-1处的吸收峰由PVA分子链上的CH和CO键振动引起18。聚乙烯醇/ZIF-8复合膜在1 460、1 290、690以及420 cm-1处出现了ZIF-8的特征峰。与纯PVA膜相比，3 440 和2 961 cm-1处的伸缩振动峰减弱，出现了一些新峰。加入 ZIF-8材料后，C=N在1 683 cm-1处形成振动峰，1 153和 995 cm-1处是咪唑中的CN键伸缩振动，420 cm-1处由ZnN键的伸缩振动引起。这些特征峰的出现，说明 ZIF-8 和PVA复合效果较好，PVA上羟基的特征峰大幅减弱，意味着PVA分子链上的部分羟基被ZIF-8材料中的亚氨基消耗19，聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的疏水性增强，水稳定性提升。2.3聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的 X 射线衍射图谱分析聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的 X 射线衍射图谱见图3。从图3可以看出，聚乙烯醇/ZIF-8复合膜在特征峰2=19.9和32.2处与纯PVA膜保持一致18，其特征峰变弱。ZIF-8的特征峰明显，同时可以观察到聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜中出现一些新峰。PVA 的特征峰变弱，表明ZIF-8材料消耗了聚乙烯醇分子链上的某些基团。74聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的制备及吸附性能印染（2024 No.2）e?39$=,)39$=,)e图3PVA/ZIF-8复合膜的X射线衍射图谱Fig.3X-ray diffraction pattern of PVA/ZIF-8 composite film2.4聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的热重分析（TGA）聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的热重分析（TGA）见图4。$CH+)CH)gPLQ39$7*39$7*39$=,)7*39$=,)7*图4聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的热力学图Fig.4Thermodynamic diagrams of PVA/ZIF-8 composite film由图4可知,纯PVA膜的热分解分三段：25183 阶段是 PVA 膜中的水分子蒸发；183374 阶段是PVA分子链中的羟基以及部分支链开始分解导致质量大幅下降；超过374 后是PVA膜CC主链分解。聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的质量损失主要有三个阶段，分别为：20243，243455 以及455800。第一阶段质量损失为复合膜内部水分子的蒸发；243455 阶段主要是分子中的羟基、羧基等官能团以及ZnN键等开始分解；455800 阶段主要由复合膜炭化造成，大分子链内部结构坍塌。从图4中可得，加入 ZIF-8 材料的复合膜的热裂解温度以及炭化温度高于纯PVA膜，热裂解温度从236 提升至269，表明ZIF-8能改善PVA的热稳定性，ZIF-8颗粒通过阻碍PVA分子热运动从而减缓了复合膜的热分解速度。2.5聚乙烯醇/ZIF-8复合膜比表面积BET分析聚乙烯醇（PVA）膜和聚乙烯醇/ZIF-8复合膜比表面积BET见图5。由图5（a）可知，纯PVA膜吸附容量小，没有滞后环，一方面是因为PVA材料本身比表面积较小；另一方面是因为采用流延法制备的膜表面致密，比表面积和孔径太小。加入 ZIF-8 材料后，如图5（b）所示，复合膜的比表面积 BET 为 48.36 m2/g，相较于纯 PVA 膜的15.54 m2/g 增加2倍，平均孔径从1.29 nm增大到2.43 nm。刚果红的分子尺寸是 2.29 nm0.82 nm0.60 nm，小于复合膜的孔径，有利于吸附。LH FPgJ33L7L-QP0 FPgJgQP（a）PVA膜LH FPgJ33L7L-QP0 FPgJgQP（b）聚乙烯醇/ZIF-8复合膜图5PVA膜和聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的N2吸附曲线Fig.5N2adsorption curve of PVA film and PVA/ZIF-8 composite membrane2.6 聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜的水稳定性分析ZIF-8对复合膜水稳定性的影响见图6。)$)$图6ZIF-8对复合膜水稳定性的影响Fig.6Effect of ZIF-8 on the water stability of composite membranes由图6可知，纯PVA薄膜的吸水率为186.34%，溶75印染（2024 No.2）解度为71.21%，原因是PVA分子链上含有大量亲水性基团如羟基等，导致纯 PVA 膜的水稳定性较差20。随着ZIF-8添加量的逐渐增加，复合膜的吸水率下降，当ZIF-8质量分数达到10%时，吸水率降至36.90%，溶解度降至8.96%。这主要是因为ZIF-8分子结构上不含亲水基团，疏水性较强，且ZIF-8分子中的氨基21会与聚乙烯醇分子链上的羟基发生氢键作用，部分羟基被消耗。因此，随着ZIF-8的加入，复合膜的吸水率和溶解度大幅度下降，水稳定性提高。2.7聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的机械性能分析ZIF-8 对复合膜机械性能的影响见图7。)03DK)K)图7ZIF-8 对复合膜机械性能的影响Fig.7Effect of ZIF-8 on the mechanical properties of composite film由图7可知，纯 PVA 膜的断裂强度和断裂伸长率分别是18.6 MPa 和312.2%。随着 ZIF-8的加入，复合膜的断裂强度逐步上升，但是上升到一定程度后，出现下降趋势。这是因为 ZIF-8 分子中的杂环等组分提升了聚乙烯醇分子链的刚性。当 ZIF-8 质量分数为10%时效果最佳，超过 10%后ZIF-8粒子会形成团簇，薄膜变脆，导致其断裂强度和断裂伸长率下降。综合来看，样品F2的性价比最优。此时，聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜断裂强度达到28.22 MPa，较纯PVA膜的18.6 MPa提升约52%。因此，选用样品F2进行后续的吸附性能研究。2.8聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜的吸附性能2.8.1聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜的吸附动力学表1是动力学拟合参数，表2是内扩散模型拟合参数。图8是吸附动力学模型图。表1聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的吸附动力学参数表Table 1Adsorption kinetic parameters of PVA/ZIF-8 composite filmc0/（mgL-1）154595准二级动力学模型qe/（mgg-1）38.562 476.984 5152.365 2k2/（gmg-1 min-1）0.001 70.002 40.012 5qt/（mgg-1）10.329 186.236 0137.213 5R20.998 60.992 10.991 0准一级动力学模型k1/（min-1）0.078 70.074 10.032 4qt/（mgg-1）15.652 146.138 5143.235 6R20.982 20.990 10.981 6表220 下聚乙烯醇/ZIF-8复合膜对刚果红溶液吸附的内扩散模型参数Table 2Internal diffusion model parameters for the adsorptionof Congo Red solution with PVA/ZIF-8 composite film at differenttemperaturesT/20K1/（mgg-1min-1/2）4.848 5R20.998 6K2/（mgg-1min-1/2）1.361 5R20.997 9K3/（mgg-1min-1/2）1.128 8R20.876 1OQHWPJgJTTLLPLQPJ/PJ/PJ/（a）准一级动力学模型LPLQPJ/PJ/PJ/WTW PLQgPJgJ（b）准二级动力学模型LPLQLH PJgJ（c）内扩散模型图8吸附动力学模型Fig.8Adsorption kinetics model由吸附动力学模型分析可知，准二级吸附动力学的R2均大于0.99，且大于准一级的R2。因此，聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的吸附更符合准二级吸附动力学模型，吸附过程以化学吸附18,22为主。这可能是ZIF-8材料中的阳离子与刚果红中的阴离子产生静电相互作用21，也可能是刚果红溶液中的某些官能团与ZIF-8材料中的氨基发生氢键作用，增强了吸附效果。结合表2和图8（c）可知，该吸附反应有三个阶段，且在不同温度下始终存在K1K2K3。这表明第一阶段以化学吸附为76聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的制备及吸附性能印染（2024 No.2）主，发生在复合膜表面18；第二阶段可能是中孔吸附占据主导地位；第三阶段为平衡阶段，缓慢扩散。2.8.2聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的吸附等温线表3是聚乙烯醇/ZIF-8复合膜对刚果红的吸附等温线参数。表3聚乙烯醇/ZIF-8复合膜对刚果红的吸附等温线参数Table 3Adsorption isotherm parameters of PVA/ZIF-8 composite film for Congo RedT/203040FruendlichKF/（mgg）/（mgL-1）-1/n98.967 228.367 421.452 1n4.957 95.555 63.856 3R20.996 80.977 40.987 0Langmuirb/（Lmg-1）0.071 40.116 90.185 1qm/（mgg-1）159.637 698.742 166.568 9R20.997 90.999 10.998 9图9为复合膜对刚果红吸附等温线模型图。TORJH&ORJH（a）Freundlich吸附等温线&THHCH#PJg/Jg/（b）Langmuir吸附等温线CH#PJg/LH PJgJ（c）复合膜对刚果红的吸附等温线图9吸附等温线模型图Fig.9Adsorption isotherm model从图9看出，Ce/qe与Ce的线性相关更高，从表3也能看出，Langmuir模型拟合效果更好，R20.99，更接近1，表明复合膜对刚果红的吸附更符合Langmuir吸附曲线，即吸附过程以单分子层吸附为主，且吸附点等效。从图9（c）发现，复合膜对刚果红的吸附量随温度升高反而降低，说明低温有助于吸附进行，在20 时吸附容量达到最大，为159.63 mg/g。2.8.3聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的吸附热力学根据吸附等温线数据得到表4的吸附热力学参数。表4复合膜对刚果红的吸附热力学参数Table 4Adsorption thermodynamic parameters of compositefilm for Congo RedT/203040G/（kJmol-1）-4.297 2-2.414 2-1.985 2S/（Jmol-1K-1）-31.560 0H/（kJmol-1）-9.976 8由表4知，不同温度下吉布斯自由能G均小于0，表明整个吸附过程自发进行，且随着温度的升高，G值变小，表明低温有利于吸附进行，这与2.8.2节的结论一致。焓变H小于0，这表明整个吸附过程是放热反应，低温有利于吸附的进行，因此20 时的吸附效果优于30 时。熵变S表为负，表明溶液中分子混乱程度降低，即溶液中的刚果红分子易迁移。2.8.4聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的吸附特性和循环使用性能采用刚果红溶液作为模拟废水，按1.2.5（4）节研究聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜的吸附能力和循环使用性能，结果见图10。LPLQLH PJgJPJ/PJ/PJ/图10 刚果红溶液初始浓度对吸附性能的影响Fig.10Effect of initial concentration of Congo red on adsorption performance由图10知：当刚果红溶液初始质量浓度为15 mg/L时，115min达到吸附平衡，此时最大吸附量为38.64mg/g；当刚果红溶液初始质量浓度为95 mg/L时，在150 min达到吸附平衡，此时最大吸附量为 159.63 mg/g，相较于纯PVA膜的22.53 mg/g提升了7倍多。此外，聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜（F2）使用四次以后还能保持 93%的吸附效率，其吸附性能远高于纯PVA膜，说明聚乙烯醇/ZIF-8复合膜循环使用效能较好，在印染废水处理领域具有较好的潜在利用价值。77印染（2024 No.2）3结论（1）当 ZIF-8 质量分数为10%时，制备的聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜机械性能较好，断裂强度为28.22 MPa，相较于纯PVA 膜的18.6 MPa提升了约52%。（2）当 ZIF-8 质量分数为10%时，复合膜的吸水率和溶解度分别为 36.90%、8.96%，相较于纯 PVA 膜的186.34%和71.21%，分别下降了 149.44%和 62.25%，聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜的水稳定性有很大提升。（3）根据吸附动力学分析，聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的吸附符合准二级吸附，吸附等温线符合Langmuir吸附曲线，吸附过程以单层化学吸附为主。整个吸附过程为自发的，反应为放热反应，低温有利于吸附进行。（4）ZIF-8 质量分数为 10%时制得的聚乙烯醇/ZIF-8 复合膜，在温度 20、刚果红溶液质量浓度95 mg/L时，对刚果红溶液的最大吸附量为159.63 mg/g，相较于纯 PVA 膜的22.53 mg/g 提升7倍多。在使用4次以后还能保持 93%的吸附效率，循环使用效能较好。参考文献：1BUNMECHIMMA L,LEEJARKPAI T,RIYAJANET S A et.al.Fabrication and physical properties of a novel macroporous poly（vinyl alcohol）/cellulose fibre product-Science DirectJ.Carbohydrate Polymers,2020,240（240）：216-225.2谢明珠，杨亮.变性淀粉/聚乙烯醇复合膜的研究进展J.染整技术，2020，42（2）：14-19.3IBRAHIM M M,EL-ZAWAWY W K,NASSAR M A,et al.Synthesisand characterization of polyvinyl alcohol/nanospherical cellulose particle filmsJ.Carbohydrate Polymers,2010,79（3）：694-699.4郭新风，王斌.聚乙烯醇的改性及应用J.辽宁化工，2018，47（11）：72-73.5ZHU P H,KUANG Y D,CHEN GG,et al.Starch/polyvinyl alcohol（PVA）-coated painting paper with exceptional organic solvent barrierproperties for art preservation purposesJ.Journal of Materials Science,2018,53：5450-5457.6杜云飞，沈春华，李立.PVA可降解/高阻隔及其制备研究 J.塑料包装，2017，27（3）：1-6.7魏书静，黄赟，查刘生.改善聚乙烯醇膜耐水性的研究进展 J.化工进展，2017，36（7）：2540-2546.8肖明.聚乙烯醇生产技术研究进展及市场分析J.精细与专用化学品，2020，28（2）：38-40.9KRENO L E,LEONG K,FARHA O K,et al.Metal-organic 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