[發明專利]一種芘基COF復合纖維的制備方法及光催化抗菌與降解芥子氣模擬劑中的應用

在審

• 申請號: 202211414923.2
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN116024813A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 溫娜;丁淼;史志成;韓世同;龍金林;康林楓
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: D06M14/28
• 分類號: D06M14/28;D06M15/37;C08G12/08;B01J31/06;B01J35/00;B01J35/06;B01D53/86;B01D53/70;A61L2/08;D06M101/20
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 俞舟舟;蔡學俊

本發明公開一種芘基COF復合纖維的制備方法及光催化抗菌與降解芥子氣模擬劑中的應用，是利用1,3,6,8?四(4'?醛基苯)芘和2,6?二氨基蒽通過溶劑熱方法合成穩定的二維亞胺鍵連接的COF，將COF負載在經光引發輻射接枝丙烯酸的改性無紡布上，利用丙烯酸的羧基與COF中的氨基進行酰胺反應，制備出具有強可見光吸收的COF復合纖維，該COF復合纖維在可見光下對革蘭氏陽性枯草芽孢桿菌、革蘭氏陰性大腸桿菌抗菌率達到99%以上且對硫芥模擬物的脫毒具有良好的光催化活性；洗消循環至少5個周期后對2?CEES的降解率仍保持大于99%穩定性不變。在防護服和口罩織品在生化防護方面更展現出有巨大的應用潛力。

技術領域

本發明涉及復合纖維材料制品領域，具體為一種芘基COF復合纖維的制備方法及光催化抗菌與降解芥子氣模擬劑的應用。

背景技術

以TiO₂等材料為基礎的光催化技術在生物抗/抑菌抗病毒活性及化學毒劑消毒中展現良好的消除效果，但是TiO₂存在吸收譜光窄、可見光下性能差等問題，難以適應在多種環境下對生化毒物毒素的快速、高效消除。而要解決上述問題，研究的關鍵在于開發新型的光催化體系，相比其它材料，共價有機框架材料（Covalent?Organic?Framework，COF）作為具有設計靈活性的新型光催化劑越來越受到重視，該材料所具有的結構、組成可精確調控等特點，使其能夠在多種環境下使用，并已經在光催化降解多種生化污染物中大顯身手。借助于COF材料優良的消毒殺菌等性能，將COF材料與纖維等材料復合，制成防護服和口罩織品在生化防護方面將展現出巨大的應用潛力。

發明內容

本發明提供了一種芘基COF復合纖維的制備方法及光催化抗菌與降解芥子氣模擬劑的應用，本發明的芘基COF設計靈活，穩定性高，接枝到纖維材料上操作簡單，本發明的COF復合纖維在模擬太陽光下對革蘭氏陽性枯草芽孢桿菌、革蘭氏陰性大腸桿菌在光照60min內抗菌率達到99?%以上且具有快速降解芥子氣模擬物2-CEES為無毒亞砜化合物的光催化活性，4?h內將芥子氣模擬劑2-CEES光催化氧化為無毒亞砜化合物CEESO，降解率大于99%，半衰期t_1/2≤?90?min；COF復合纖維光催化洗消循環至少5個周期后對2-CEES的降解率仍保持大于99?%穩定性不變。該COF復合纖維材料在光催化消除生化毒劑等方面具有良好的應用進展。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種芘基COF復合纖維的制備方法，其包括以下步驟；

1）?將無紡布纖維先后用丙酮、NaOH溶液洗滌除去表面雜質及油性物質，后用清水沖洗多次后烘干備用，稱取0.3?g的二苯甲酮溶于20?mL無水乙醇，隨后加入體積百分比濃度為40?%的丙烯酸單體的水溶液100?mL，于25℃?~?35?℃下攪拌均勻，再加入無紡布纖維在該溫度下浸漬0.5~1?h；

2）?將浸漬好的無紡布纖維取出瀝干液體后置于365?nm紫外燈下正反面各輻射0.5?h，隨后取出于無水乙醇中超聲清洗，再用清水沖洗多次后烘干備用；

3）?在5?mL玻璃管中加入20.4?mg的1,3,6,8-四(4'-醛基苯)芘和13.8?mg?的2,6-二氨基蒽或2,6二氨基蒽醌，加入鄰二氯苯和乙醇的混合液，將懸浮液在室溫下超聲處理至單體完全分散，隨后加入催化劑冰乙酸，超聲5分鐘，液氮浴冷凍溶液，然后抽真空，然后水浴解凍，重復冷凍-抽真空-解凍三次，將玻璃管進行火焰密封，再將玻璃管置于烘箱中，120℃?反應3天；

4）?將步驟3）所得固體抽濾之后分別用四氫呋喃和丙酮索氏提取12?h，在?70?℃真空干燥箱中活化12?h，得到COF紅棕色粉末；

5）?將COF粉末分散于乙醇溶劑中，在室溫下超聲至分散均勻，將步驟2）得到的接枝丙烯酸的無紡布纖維浸入其中，室溫下浸泡24?h；取出用無水乙醇洗滌3次，在70℃真空干燥箱中干燥，得到所述芘基COF復合纖維材料。

進一步的，步驟1）所述無紡布纖維為聚丙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、PET纖維材料。