[發(fā)明專利]具備污染物吸附、催化及熒光跟蹤協(xié)同功能的納米纖維凝膠材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811280989.0 | 申請日： | 2018-10-30 |
| 公開（公告）號： | CN109433120B | 公開（公告）日： | 2021-02-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉軻;王棟;劉迎;萬雨彩;劉瓊珍;王雯雯;李沐芳;蔣海青;魯振坦 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢紡織大學(xué) |
| 主分類號： | B01J13/00 | 分類號： | B01J13/00;D01F1/10;D01F6/94 |
| 代理公司： | 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104 | 代理人： | 馬輝 |
| 地址： | 430200 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具備 污染物 吸附 催化 熒光 跟蹤 協(xié)同 功能 納米 纖維 凝膠 材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種具備污染物吸附、催化及熒光跟蹤協(xié)同功能的納米纖維凝膠材料，其特征在于：它由金屬有機(jī)骨架納米纖維和熱塑性聚合物納米纖維在三維空間中通過氫鍵作用力相互纏結(jié)而成，所述金屬有機(jī)骨架納米纖維的內(nèi)部摻雜有納米金屬顆粒，各納米纖維的質(zhì)量百分比組成如下：
熱塑性聚合物納米纖維：20％～99％；
金屬有機(jī)骨架納米纖維：1％～80％；
其中，所述金屬有機(jī)骨架納米纖維的纖維直徑為20～1000nm，纖維長度為5～100μm；所述納米金屬顆粒的粒徑為1～10nm；所述金屬有機(jī)骨架納米纖維由稀土金屬鹽和有機(jī)配體制備得到，所述稀土金屬鹽為Eu、Ga、Tb、Sm、Yb或Ru中的至少一種元素組成的無機(jī)化合物，所述有機(jī)配體為含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的多元有機(jī)羧酸，所述含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的多元有機(jī)羧酸為均苯三甲酸、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯或氮川三乙酸中的至少一種；
所述納米金屬顆粒為銀、金、鉑、銅、鐵、鎳或鈀中的至少一種；
所述熱塑性聚合物納米纖維為熱塑性聚合物經(jīng)熔融共混相分離法制備得到纖維直徑為50～500nm的納米纖維；所述熱塑性聚合物為聚酰胺、乙烯乙烯醇共聚物中的一種；
且該納米纖維凝膠材料的制備方法包括如下步驟：
1)制備金屬有機(jī)骨架納米纖維：取稀土金屬鹽溶液與有機(jī)配體溶液混合均勻得混合原液，將所述混合原液置于水浴搖床中，均勻震蕩得納米纖維，將所述納米纖維置于納米金屬顆粒的前驅(qū)體鹽溶液中，繼續(xù)水浴搖床振蕩后，抽濾、洗滌得內(nèi)部吸附有納米金屬陽離子的金屬有機(jī)骨架納米纖維，再經(jīng)過還原處理，制得內(nèi)部摻雜有納米金屬顆粒的金屬有機(jī)骨架納米纖維；
2)制備熱塑性聚合物納米纖維；
3)制備懸浮液：取步驟1)的所述金屬有機(jī)骨架納米纖維，步驟2)的所述熱塑性聚合物納米纖維分散于混合溶劑中形成均勻的懸浮液；
4)制備氣凝膠材料：取步驟3)的所述懸浮液涂覆于基體材料表面保存，再通過冷凍干燥技術(shù)制備得到納米纖維凝膠材料。
2.一種權(quán)利要求1所述具備污染物吸附、催化及熒光跟蹤協(xié)同功能的納米纖維凝膠材料的制備方法，其特征在于：它包括如下制備步驟：
1)制備金屬有機(jī)骨架納米纖維：取稀土金屬鹽溶液與有機(jī)配體溶液混合均勻得混合原液，將所述混合原液置于水浴搖床中，均勻震蕩得納米纖維，將所述納米纖維置于納米金屬顆粒的前驅(qū)體鹽溶液中，繼續(xù)水浴搖床振蕩后，抽濾、洗滌得內(nèi)部吸附有納米金屬陽離子的金屬有機(jī)骨架納米纖維，再經(jīng)過還原處理，制得內(nèi)部摻雜有納米金屬顆粒的金屬有機(jī)骨架納米纖維；
2)制備熱塑性聚合物納米纖維；
3)制備懸浮液：取步驟1)的所述金屬有機(jī)骨架納米纖維，步驟2)的所述熱塑性聚合物納米纖維分散于混合溶劑中形成均勻的懸浮液；
4)制備氣凝膠材料：取步驟3)的所述懸浮液涂覆于基體材料表面保存，再通過冷凍干燥技術(shù)制備得到納米纖維凝膠材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述具備污染物吸附、催化及熒光跟蹤協(xié)同功能的納米纖維凝膠材料的制備方法，其特征在于：步驟1)中，所述稀土金屬鹽溶液與所述有機(jī)配體溶液的體積比為(1～3):1，所述水浴搖床的水溫為20～50℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述具備污染物吸附、催化及熒光跟蹤協(xié)同功能的納米纖維凝膠材料的制備方法，其特征在于：所述稀土金屬鹽溶液為將Eu、Ga、Tb、Sm、Ya或Ru中的至少一種元素組成的無機(jī)化合物溶解至有機(jī)溶劑與水的混合溶液中配置得到濃度為0.01mol/L～0.5mol/L的溶液，所述有機(jī)溶劑與水的體積比為(1～4)：1；
所述有機(jī)配體溶液為將均苯三甲酸、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯或氮川三乙酸中的至少一種溶解至有機(jī)溶劑與水的混合溶液中配置得到濃度為0.01mol/L～0.5mol/L的溶液，所述有機(jī)溶劑與水的體積比為(2～8)：1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述具備污染物吸附、催化及熒光跟蹤協(xié)同功能的納米纖維凝膠材料的制備方法，其特征在于：所述有機(jī)溶劑為乙醇、甲醇或DMF中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述具備污染物吸附、催化及熒光跟蹤協(xié)同功能的納米纖維凝膠材料的制備方法，其特征在于：步驟3)中，所述混合溶劑為水與有機(jī)溶劑的混合溶液，所述有機(jī)溶劑為乙醇、甲醇或DMF中的一種。
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