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[原创]发明专利：一种化学战剂自消毒金属-有机骨架纤维滤膜及其制备方法（2018-08-21 15:24:23）

标签：过滤吸附 静电纺丝  

易丝帮讯 近日，山东大学李澄发明提供一种化学战剂自消毒金属-有机骨架纤维滤膜及其制备方法，专利号为201810196107 .6。该发明的制备方法包括步骤：利用静电纺丝煅烧制备氧化锆纤维膜、将其与相应的有机配体和活化酸溶液混合水热反应可得。该发明所制备的MOFs纤维滤膜无需额外支撑材料，保持了MOFs自身超大的比表面积、卓越的吸附容量和催化性质，其微纳尺度多级结构利于反应物的传输及催化位点的暴露，避免了催化剂的团聚，从而表现出卓越的自消毒性能，对化学战剂模拟物降解转化率高、半衰期短、循环使用稳定性好，其薄膜形态利于在实际过滤防护装置中直接应用。

化学战剂(Chemical Warfare Agents)，如沙林(sarin)、索曼(soman)等，极具高毒性，无论其是偶然或故意发出，都会对人类和环境构成严重威胁。现在用于去除常规化学战剂的过滤膜或者过滤装置主要依靠活性碳和其浸渍的形式，但是它们存在有二次污染的问题，长期过滤处理容量较低，需要额外的最终处理。因此，发展新型的自解毒过滤器是极其必要的，可以建立更有效的保护从而对抗致命的化学战剂的危害。目前，国内研究主要集中在能够催化降解化学战剂的催化剂材料领域。

据悉，近些年来，金属-有机骨架材料(Metal-organic frameworks ,MOFs)被逐渐应用到降解化学战剂中。目前，金属-有机骨架材料多为粉体材料，由于粉体材料具有的形貌局限性，仅依靠自身无法制作成便于使用的宏观形态，在实际应用中限制了其的使用；而基底材料与其形成的复合材料，虽然可以从宏观上解决形貌问题，但是金属-有机骨架的添加量受到一定程度的限制，因此开发自支撑柔性的用于化学战剂自消毒金属-有机骨架纤维膜材料是十分必要的。

针对现有技术的不足，该发明提供一种化学战剂自消毒金属-有机骨架纤维滤膜及其制备方法，可以制备仅含有MOFs的纤维滤膜，具有可以实际应用的形貌，次级结构的存在避免了催化剂的团聚，具有极高的比表面积，得到的金属-有机骨架纤维滤膜对化学战剂模拟物具有优异的降解去除性能。

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图1 UiO-66MOFs纤维滤膜的扫描电子显微镜图片。

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图2 UiO-66MOFs纤维滤膜的X-射线衍射谱图。

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图3 UiO-66MOFs纤维滤膜和UiO-66粉末的热重分析曲线。

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图4 UiO-66MOFs纤维滤膜和UiO-66粉末的N2吸脱附曲线。

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图5 UiO-66MOFs纤维滤膜的光学照片。

该发明的技术特点及有益效果如下：

1、该发明利用氧化锆纤维膜与不同有机配体直接进行转化反应，通过控制反应条件制备得到纤维形态保持良好的MOFs纤维滤膜。水热反应中活化酸是主要有助于ZrO2中的Zr离子溶出，从而Zr离子与溶液中的有机配体在纤维表面配位形成MOFs。

2、该发明制备的MOFs纤维滤膜克服了MOFs粉末存在的应用和添加量方面的局限性，其薄膜形态利于在实际过滤防护装置中直接应用。

3、该发明的方法可以制备自支撑的MOFs纤维滤膜，即无需添加额外支撑材料，因而保持了MOFs自身超大的比表面积、卓越的吸附容量和催化性质。该发明的MOFs纤维滤膜具有微纳尺度多级结构，具有超过MOFs粉体的比表面积和丰富的大孔结构，避免了催化剂的团聚，利于反应物的传输及催化位点的暴露。上述性能特征使得该发明制备的MOFs纤维滤膜表现出卓越的自消毒性能，对化学战剂模拟物降解转化率高、半衰期短。另外，该发明制备的纤维滤膜能够循环使用，循环使用稳定性好。

附：专利信息

申请号 201810196107 .6

申请日 2018 .03 .09

申请人 山东大学

发明人 李澄　梁慧芯　焦秀玲　陈代荣

Int .Cl .

B01D 71/06( 2006 .01 )

B01D 67/00( 2006 .01 )

链接地址：http://www.espun.cn/news/detail-361.html

文章来源：易丝帮