金属有机骨架化合物(MOFs),是一种兼具有机和无机特性的新型多孔材料。MOFs孔径尺寸的可调节性、骨架结构的可化学修饰性、较高的比表面积和孔体积等特性,使其在分离领域显示出极大的应用潜能；而膜分离技术由于具有较低的能耗及较简单的操作流程等优势,成为一种被广泛运用的分离技术。结合MOFs在分离领域的应用潜能及膜分离技术的优势,开发具有分离性能的MOFs膜材料,具有极高的研究意义。NH2-MIL-125是一种以钛氧八聚体为金属中心,以2-氨基对苯二甲酸为有机连接配体,具有四面体和八面体两种笼结构的MOFs材料。NH2-MIL-125结构中氨基官能团的存在,使该种材料表现出对C02较强的吸附性能及对CO2/N2优异的选择性。另外,NH2-MIL-125结构中四面体笼对不同直径的二甲苯同系物分子的筛分作用,以及八面体笼与不同二甲苯同系物分子作用力的差异性,使其在二甲苯同系物分离领域表现出较高的应用潜能。因此,N H2-MIL-125膜材料的研究与开发,在CO2/N2及二甲苯同系物的分离领域有较大的应用前景,而且到目前为止未见NH2-MIL-125膜的研究报道。所以,本论文以开发具有分离性能的NH2-MIL-125膜材料为目的,进行了一系列的探索研究。晶体的生长规律是晶体膜材料研究的必要基础,论文首先对NH2-MIL-125晶体的生长规律进行了研究。通过设计不同的NH2-MIL-125晶体合成配方及合成条件,控制合成了一系列不同尺寸(200nm-1μm)及不同形貌(圆形片状、方形片状、十面体形状、八面体形状)的晶体,并在此基础上分析了NH2-MIL-125晶体的生长规律：随着反应物浓度的增加,NH2-MIL-125晶体的尺寸略有增加,形貌发生“圆形片状-方形片状-十面体形状-八面体形状”的变化,在此过程中,推测反应物浓度的增加可以促进{002}晶面的生长,使晶体总面积中{002)面的比例减小；减小反应物Ti(C3H7O)4 与NH2-H2BDC的比例,反应过程中的中性配体(非去质子化配体)增多,抑制了晶体的生长,减小了NH2-MIL-125晶体的尺寸,同时晶体形貌发生“八面体形状-十面体形状”的变化；随着溶剂DMF与MeOH比例的增加,晶体形貌发生“圆形片状-方形片状-十面体形状”的变化,并且可能由于甲醇氢键供体能力强于其他醇类,用乙醇、异丙醇、正丁醇作为醇溶剂时无法合成NH2-MIL-125晶体；延长合成液超声时间,晶体形状趋于扁平；延长晶化时间,晶体尺寸增大,推测NH2-MIL-125晶体遵循“成核-生长”的机理；且晶化温度过低时无法合成NH2-MIL-125晶体。基于NH2-MIL-125晶体调控生长的基础上,本论文尝试运用晶种法和载体修饰法对NH2-MIL-125膜材料的制备进行初步探索。在晶种法制备NH2-MIL-125膜研究中,通过设计不同的膜制备条件,探讨了影响晶体生长的热力学条件反应液浓度、反应物比例、溶剂比例和晶化温度、晶化时间等动力学条件对NH2-MIL-125膜形成的影响,且通过负载PEI、改变合成液配制方式、降低膜干燥过程中溶剂蒸发速率、重复晶化修补缺陷等方法,尝试提高膜的致密性及分离性能。其中,重复晶化修补缺陷法可明显提高NH2-MIL-125膜的致密性及分离性能,重复晶化一次后膜的N2渗透速率由8.27×10-7 molm-2s-1Pa-1减小至4.25×10-7 mol m-2 s-1 Pa -1,降低约1倍,而对CO2/N2的分离系数由1.78增大至6.56。然而,通过渗透蒸发装置测试制备的NH2-MIL-125膜对二甲苯同系物的分离性能,对pX/mX分离系数仅为1.23,对pX/oX分离系数仅为1.56,分析可能由于NH2-MIL-125膜稳定性较差,降低了其对二甲苯同系物的分离能力。在载体修饰法制备NH2-MIL-125膜研究中,尝试通过修饰Ti02纳米粒子层、Ti02膜层、Ti02纳米棒层三种不同类型的Ti02中间层于载体表面,增加膜形成过程中所需的异相成核点,以制备较致密的NH2-MIL-125膜层。然而,可能由于锐钛矿型Ti02无法诱导NH2-MIL-125膜的生长,当修饰Ti02纳米粒子层、Ti02膜层于载体表面制备NH2-MIL-125膜时,均没有连续的NH2-MIL-125膜层形成。修饰金红石型Ti02纳米棒层虽然可以得到比较连续的NH2-MIL-125膜层,但该膜层存在较大的缺陷。另外,以TiO2纳米棒层为金属源尝试制备NH2-MIL-125膜时,形成了具有CO2/N2分离性能的膜层。