[發明專利]PAN@氨基化缺陷銦基金屬有機骨架復合納米纖維膜的制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111384355.1
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN114028954B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 楊草;陳爵欽;吳天;王澤
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院;中鋼集團武漢安全環保研究院有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D71/42;B01D46/54;B01D53/86;B01D53/72;B01J20/26;B01J20/30;B01J20/28;B01J31/16;B01J35/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李盛洪

本發明公開了一種PAN@氨基化缺陷銦基金屬有機骨架復合納米纖維膜的制備方法及應用，制備方法為：將可溶性銦鹽和2?氨基對苯二甲酸與鄰氨基苯甲酸的混合物加入N,N′?二甲基甲酰胺中，在程序升溫條件下反應后，利用砂芯漏斗多級提純，即得氨基化缺陷銦基金屬有機骨架；然后將其與PAN混合制得紡絲液，進行PAN靜電紡復合納米纖維膜的制備。本發明所制備的氨基化缺陷銦基金屬有機骨架，在自然光源照射下即可被激活并進行甲醛催化分解；所制備的PAN靜電紡復合納米纖維膜可主動捕獲并有效過濾空氣中的PM2.5。本制備方法溫和、簡單易操作，易規模化生產，在空氣凈化系統以及壁紙、燈罩、窗簾等環保家裝方面具有應用價值。

技術領域

本發明涉及甲醛和PM2.5的脫除技術領域，具體涉及一種PAN@氨基化缺陷銦基金屬有機骨架復合納米纖維膜的制備方法和應用。

背景技術

近年來，人們越來越重視環境的污染問題和防治技術，其中，甲醛和PM2.5對人體和環境造成了很多不利影響，并成為人們的關注焦點。目前市場上常用的吸附過濾材料如活性炭、沸石分子篩等，但是，由于常用活性炭存在結構單一、活性位點缺乏及比表面積低等問題，限制了其對甲醛的吸附容量，易吸附飽和而失效，同時吸附技術，其并未從根本上消除氣體污染，也無法實現對PM2.5的有效捕獲。隨著人們對生活質量要求的不斷提高，高性能的復合納米纖維材料將成為首選替代品。

發明內容

本發明的第一個目的是為了解決現有技術中的上述缺陷，提供一種PAN@氨基化缺陷銦基金屬有機骨架復合納米纖維膜的制備方法。

本發明的另一個目的是為了提供一種PAN@氨基化缺陷銦基金屬有機骨架復合納米纖維膜的應用。

本發明的第一個目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種PAN@氨基化缺陷銦基金屬有機骨架復合納米纖維膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

S1、將可溶性銦鹽和混合有機配體以一定配比加入到N,N′-二甲基甲酰胺中，攪拌并輔以超聲至溶解均勻，然后將反應液轉移至不銹鋼反應釜中，進行升溫反應，待反應結束后自然冷卻，然后抽濾分離，得到氨基化缺陷銦基金屬有機骨架的初產物；

S2、將步驟S1得到的氨基化缺陷銦基金屬有機骨架的初產物用去離子水進行洗滌，然后用第一砂芯漏斗進行過濾分離，將得到的濾液再次用去離子水洗滌并過濾，重復洗滌多次后，用第二砂芯漏斗進行過濾分離，收集濾餅并熱處理活化，即得純化后的氨基化缺陷銦基金屬有機骨架終產物。

上述氨基化缺陷銦基金屬有機骨架是一種具有良好可見光響應特性的類半導體催化材料，其能夠對周圍環境所產生的燈光、太陽光等光源進行有效利用并展現出優異的光催化活性；同時，氨基化缺陷銦基金屬有機骨架自身所具備的大量活性位點如功能基團、不飽和金屬位點、豐富的微孔結構等，則能夠有效吸附聚集周圍環境中的甲醛小分子，從而將其催化分解，在凈化甲醛方面具有巨大的潛在應用價值。

S3、將步驟S2得到的氨基化缺陷銦基金屬有機骨架分散于去離子水中，并利用超聲波粉碎，然后將其過濾分離、烘干備用；

S4、將步驟S3得到的氨基化缺陷銦基金屬有機骨架加入到PAN紡絲液中，攪拌并輔以超聲使之分散均勻，得到紡絲液；

S5、將步驟S4得到的紡絲液加入注射器中，設定一定的注射速度和高壓靜電，通過輥筒以一定的接收距離實現PAN@氨基化缺陷銦基金屬有機骨架復合納米纖維膜的收集，其中接收基底為鋁箔紙或無紡布。

上述技術方案中，優選地，步驟S1中所述可溶性銦鹽為硝酸銦或氯化銦；所述有機配體為2-氨基對苯二甲酸和鄰氨基苯甲酸的混合物。在氨基化金屬有機骨架的合成中引入異構配體(鄰氨基苯甲酸)，誘導缺陷結構的出現，促使形成更多的不飽和金屬位點，同時增強光吸收性能，提升其催化性能。