基于掩模立体光刻3D打印技术制备ZIF-8与UiO-66混合基质膜：机械性能与吸附协同效应的调控研究

《RSC Applied Interfaces》：A MSLA 3D-Printing Platform for ZIF-8 and UiO-66 Membranes: Tuning Mechanical and Adsorption SynergyOpen Access

　　

基于金属有机框架（MOF）的混合基质膜（MMMs）通过增材制造制备，代表了用于水修复的可重复使用和结构坚固的吸附剂平台。然而，此类系统的理性设计需要对MOF的掺入如何同时影响结构完整性和功能有效性进行深刻理解，这两者是实际应用中的关键性质。本文采用掩模立体光刻（MSLA）技术，在一步中3D打印出将ZIF-8和UiO-66 MOFs掺入商业光固化丙烯酸树脂中的3D打印MMMs。系统地研究了MOF掺入对所得膜的结构、机械和吸附性能的影响，揭示了ZIF-8和UiO-66填料固有特性与打印膜的机械和吸附响应之间的强相关性。纳米压痕测量表明，UiO-66起到增强填料的作用，使打印膜的弹性模量增加至约5 GPa，而ZIF-8则会降低刚度和硬度，这与在聚合物基体中更柔软和更具顺应性的框架响应相一致。尽管其机械增强作用较低，但3D打印的ZIF-8-树脂对亮绿素（BG）染料——一种典型的阳离子有机污染物——表现出优异的吸附性能，在五个再生循环中保持超过95%的去除效率，同时保持其结构稳定性。相比之下，基于UiO-66的膜的去除效率显著降低（约37%），凸显了MOF表面化学和孔隙可及性在控制吸附行为中的关键作用。重要的是，ZIF-8膜在使用乙醇作为温和再生溶剂的五次吸附-解吸循环后仍保持>95%的去除效率，同时保持其结构完整性。这些结果表明，MSLA打印能够实现对可再生MOF基膜的理性设计，具有可调的机械和吸附性能，适用于可持续水净化应用。

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? 2026 作者。由英国皇家化学会出版

2026年

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