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在过去的几十年中,无论是在理论研究上还是工业应用方面,人们对膜材料都产生了极大的兴趣。膜材料就像是一个屏障似地有选择地控制使得一些物质通过而又阻碍其他的物质通过,从而达到对混合物质分离的目的。基于分离的膜材料与其他传统的分离手段相比具有节能和高效性等优势。虽然在很长一段时间膜材料的开发和利用是由聚合物膜主导的,但是由于聚合物膜具有寿命短,工作温度低以及化学稳定性不高和选择性低等缺点,这就使得人们迫切需要探索出更有利于分离并且性能稳定的膜材料。MOF由于结构多样化,并且具有均一的孔尺寸,永久的孔隙率以及较高的热稳定性和化学稳定性,因此很快成为人们制备膜材料的优秀候选者。我们知道分离主要是基于分子尺寸筛分,或者是被分离物质同膜材料发生相互作用而进行有选择的吸附扩散作用进行筛分。对于MOF而言通过改变无机金属离子和有机配体就可以对MOF的孔尺寸进行合理的调控,并且还可以通过其他方法对它们的孔表面进行功能化修饰。所以基于MOF的膜材料得到了迅速的发展。而ZIFs作为MOF家族的一员,由于具有更高的稳定性,也很快地成为用于膜材料制备的多孔材料中重要的组成部分。虽然MOF膜材料得到了快速的发展,但是怎么制备出具有高气体渗透通量和高的气体分离选择性的膜材料仍然具有很大的挑战。作为新兴起来的另外一种多孔材料,共价有机骨架(COF)是由轻量元素(C,N,O,B)通过共价连接而构成的长程有序的网络,这一材料同样表现出了优越的特性,包括较高的热稳定性,永久的孔隙率以及特别高的比表面积,尤其是在所有的有机材料中具有最低的密度。作为同MOF材料一样也是气体分离和储存的理想材料,并且COFs材料在药物缓释和光电及催化等方面也有很好的应用.但是基于COF膜的研究还鲜有报道,据我们所知,可用于气体或液体分离且具有良好的分离特性的3D的COF膜的制备至今还没有报道。本论文中我们利用聚苯胺修饰基底通过共价功能化首次制备出了可用于气体分离的Zn2(bdc)2(dabco)膜,该膜对H2/CO2表现出了良好的分离选择性,分离系数为6.97,H2的渗透通量为7.88×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1。除此之外我们还在聚苯胺修饰的二氧化硅基底上制备了ZIF-8膜,该膜表现出了比文献中报道的ZIF-8膜更好的分离特性。ZIF-8膜对H2/CO2的分离系数为9.10,H2的渗透通量为6.47×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1。另外,我们在聚苯胺修饰的基底上首次制备出了第一个具有良好的气体分离选择性的致密的连续的COF-300膜,对H2/CO2混合气体的分离系数为6.01,H2的渗透通量为8.11×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1。更值得一说的是我们首次制备出了两种COF-MOF复合膜,分别是COF-300/Zn2(bdc)2(dabco)复合膜和COF-300/ZIF-8复合膜,这两种复合膜比单独的MOF膜和单独的COF膜具有更好的分离性能,对H2/CO2的分离系数分别为12.63和13.53;H2的渗透通量分别为4.56×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1和3.58×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1。