[發明專利]一種可降解有機磷酸酯類生化毒劑的纖維素/UiO-66-NH2

有效

• 申請號: 201810421500.0
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108641118B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 隋曉鋒;沈晨康;王碧佳;毛志平;徐紅;張琳萍;鐘毅
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;D06M13/513;C08G83/00;C08L1/02;C08L87/00;B01J31/22;A62D3/30;A62D101/02;A62D101/28;D06M101/06
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 黃志達;魏峯

本發明涉及一種可降解有機磷酸酯類生化毒劑的纖維素/UiO?66?NH₂多孔材料及其制備方法，以纖維素為基材，與硅烷偶聯劑共混，再原位復合UiO?66?NH₂制得。制備方法包括：將硅烷偶聯劑加入纖維素懸浮液中，得到纖維素?水解硅烷偶聯劑懸浮液；置于液氮中冷卻，得到冰凝膠；冷凍干燥，烘焙后，得到纖維素多孔材料；加入至鋯離子、2?氨基對苯二甲酸、鹽酸和N,N?二甲基甲酰胺混合溶液中，原位合成，經洗滌、溶劑置換、真空干燥、常壓干燥，即得。本發明的纖維素/UiO?66?NH₂多孔材料可在N?乙基嗎啉緩沖溶液中室溫下催化降解G系列的生化毒劑，且具有良好的機械性能，在催化、環境保護等領域有著潛在應用前景。

技術領域

本發明屬于功能性纖維素多孔材料及其制備技術領域，特別涉及一種可降解有機磷酸酯類生化毒劑的纖維素/UiO-66-NH₂多孔材料及其制備方法。

背景技術

有機磷酸酯類化學品被廣泛應用于制備農藥、殺蟲劑、生化毒劑等其他的生物活性調節劑，少量的有機磷酸酯類化學品就能和人體內的乙酰膽堿酯酶結合導致酶失活，進而影響人體的神經系統致人死亡。其中，G系列生化毒劑是有機磷酸酯類生化毒劑最常見的一類，包括塔崩(GA)、沙林(GB)、棱曼(GD)。Rahul Sharma et al.報道每年約有200,000人由于濫用和誤服有機磷酸酯類化學品致死。此外，這類化學品一旦進入農田、耕地和水循環中就很難自行降解為無毒的物質，嚴重威脅著人們的生活和生產安全。

金屬有機框架材料(MOFs)是由金屬或者金屬簇作為中心節點，和有機配體通過配位鍵自組裝連接而成的一種新型的有機-無機雜化晶體多孔材料，在近幾十年來受到研究者的廣泛關注。與傳統的有機-無機雜化晶體多孔材料相比，MOFs具有組分和結構可控性、多孔及高比表面積、高孔隙率、低密度、化學穩定性好等優點，因而在氣體儲存與分離、生物及環境的熒光探測、催化等領域有很好的應用前景。UiO-66-NH₂是一種以鋯(Ⅳ)為中心的MOFs 材料，據報道該MOFs材料對G系列生化毒劑具有很好降解效果，Michael J.Katz etal.用 UiO-66-NH₂催化降解G系列生化毒劑模擬物對硝基苯磷酸二甲酯發現這種MOFs材料對該降解反應的催化效果很好，僅需10min其降解率就可以達到90％以上；Dennis T.Leeet al.采用原子層沉積的方法將UiO-66-NH₂沉積在丙綸織物上對對硝基苯磷酸二甲酯進行降解，一個小時其降解率可以達到90％以上。

纖維素多孔材料是以纖維素作為基材，通過冷凍干燥或超臨界干燥將其內部的液體用氣體代替得到的一種三維的材料。它具有密度小、孔隙率高、比表面積大等特點，適合作為載體負載各種催化劑，從而擴大催化劑的實際應用，目前采用纖維素多孔材料負載MOFs的報道很少。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可降解有機磷酸酯類生化毒劑的纖維素/UiO-66-NH₂多孔材料及其制備方法，本發明制備的纖維素/UiO-66-NH₂多孔材料可在N-乙基嗎啉緩沖溶液中室溫下催化降解G系列的生化毒劑，對生化戰劑有很好的降解效果，并具有良好的機械性能，在催化、環境保護等領域有著潛在應用前景。

本發明的一種可降解有機磷酸酯類生化毒劑的纖維素/UiO-66-NH₂多孔材料，以纖維素為基材，與硅烷偶聯劑共混，再原位復合UiO-66-NH₂制得，其中，纖維素與硅烷偶聯劑的質量比為1:0.5-6，UiO-66-NH₂占多孔材料中的比例為10-40％。

所述纖維素為木漿纖維素、棉花纖維素、秸稈纖維素、竹纖維素、羧甲基纖維素、羧基化纖維素中的至少一種。

所述纖維素為直徑1-100nm，長度100-500nm的纖維素納米線或直徑3-5μm，長度0.5-1mm 的纖維素微米線。