[發明專利]一種負載二氧化鈦的MOFs基氣凝膠制備方法

在審

• 申請號: 202310223891.6
• 申請日: 2023-03-09
• 公開（公告）號: CN116173923A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 杜兆芳;張健;李繼豐;梅毓;封其春;韓俊峰;吳偉
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 南京新誠匯知識產權代理事務所(普通合伙) 32661
• 代理人: 吳凡

1.一種負載二氧化鈦的MOFs基氣凝膠制備方法，其特征在于，所述氣凝膠包括以下組分，且各組分按重量份數計，羧基化纖維素納米纖維5-10份，銳鈦礦型TiO₂0.1-0.5份，UiO-66-NH₂晶體1-5份，其制備方法包括以下步驟：

S1：TiO₂/羧基化纖維素納米纖維分散液的制備，將銳鈦礦型TiO₂加入到1.5～10wt％的羧基化纖維素納米纖維分散液中，置于超聲波細胞粉碎機中處理，功率設置為500～1000W，處理時間為1～5h，即得到TiO₂/羧基化纖維素納米纖維分散液；

S2：TiO₂/羧基化纖維素納米纖維氣凝膠的制備，對上述分散液超聲脫泡、注入模具，并置于-80℃冷凍2～10h、真空干燥后獲得TiO₂/羧基化纖維素納米纖維氣凝膠；

S3：負載二氧化鈦的MOFs基氣凝膠制備，將ZrCl₄溶解于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，所述ZrCl₄的質量濃度為0.1～0.5wt％，繼續向溶液中添加TiO₂/羧基化纖維素納米纖維氣凝膠，然后將溶液置于超聲波細胞粉碎機中分散處理，使Zr⁴⁺螯合在羧基化纖維素納米纖維游離的羧基上，再繼續向溶液中添加2-氨基對苯二甲酸和1ml的冰醋酸，所述2-氨基對苯二甲酸與所述ZrCl₄摩爾質量比為1:1，最后將混合溶液轉移到溶劑熱反應釜中，并在95℃的烘箱中反應24小時，反應結束冷卻至室溫后，從反應溶液中取出產物，并用DMF和無水乙醇洗滌，即得到負載二氧化鈦的MOFs基氣凝膠。

2.根據權利要求1所述的一種負載二氧化鈦的MOFs基氣凝膠制備方法，其特征在于，步驟S1中所述的羧基化纖維素納米纖維分散液的制備步驟為：

步驟1、將纖維素按浴比1:100～1:50置于濃度為1～5wt％的NaOH溶液中，煮沸30～120min，然后向溶液中加入無水乙醇和氯乙酸鈉，其中無水乙醇量按纖維素浴比1:10～1:50，氯乙酸鈉和纖維素摩爾質量為1:1，將混合物在71℃下保持4小時，反應結束后過濾，將濾液烘干并用去離子水洗滌，得到纖維素納米纖維；

步驟2、將纖維素納米纖維按浴比1:20～1:100分散在去離子水中，向溶液中加入體積比為1～5:1的硝酸和磷酸，在溶液中總酸的濃度為10～20％，室溫反應3～5h，繼續向溶液中加入亞硝酸鈉，亞硝酸鈉的濃度為0.5～5％，室溫反應12～48h，經過濾、水洗、烘干，得到羧基化纖維素納米纖維，將羧基化纖維素納米纖維分散到去離子水中，獲得具有1.5～10wt％的羧基化纖維素納米纖維分散液。

3.根據權利要求1所述的一種負載二氧化鈦的MOFs基氣凝膠制備方法，其特征在于，步驟S1中所述銳鈦礦型TiO₂的含量為0.1～0.5wt％。

4.根據權利要求3所述的一種負載二氧化鈦的MOFs基氣凝膠制備方法，其特征在于，步驟S3中所述TiO₂/羧基化纖維素納米纖維氣凝膠的量為1～5wt％。

5.根據權利要求4所述的一種負載二氧化鈦的MOFs基氣凝膠制備方法，其特征在于，步驟S3中所述超聲波細胞粉碎機中分散處理條件為：功率設置為500～1200W，處理時間為0.5～5h。

6.根據權利要求5所述的一種負載二氧化鈦的MOFs基氣凝膠制備方法，其特征在于，步驟S1中所述銳鈦礦型TiO₂粒徑為80～800nm。

7.根據權利要求2所述的一種負載二氧化鈦的MOFs基氣凝膠制備方法，其特征在于，步驟1中所述纖維素為棉短絨、木材、稻桿、麥桿中的一種或多種的混合物。