柔性可水洗的Zr-MOFs复合纳米纤维薄膜的制备和性能表征

作者：郝肖柯; 翟振宇; 孙亚昕; 李从举^*

来源：Acta Chimica Sinica, 2022, 80(01): 49-55.

• 静电纺丝
• 纳米纤维
• 金属有机框架
• NO2-UiO-66
• 水相合成

柔性高吸附性材料在废水废气处理、防护服制造、有毒有害物质监测等诸多领域中发挥着关键的作用.本工作采用水相合成的方法,以三氟乙酸(trifluoroacetic acid, TFA)为结构导向剂,以水为溶剂,在静电纺纳米纤维上原位生长了金属有机框架材料NO2-UiO-66,制备了NO2-UiO-66@PAN(聚丙烯腈)柔性纳米纤维膜材料.并研究了不同配比的三氟乙酸/去离子水、不同的金属盐与有机配体比例以及水热生长时间对NO2-UiO-66形貌和负载效果的影响.最佳TFA添加含量为φTFA=30%,金属盐与配体物质的量比为1∶1.5,水热生长时间为4h.采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)、热重(thermogravimetry, TG)分析及氮气吸附-脱附测试对NO2-UiO-66@PAN纳米纤维膜结构进行了表征.结果表明, NO2-UiO-66均匀地负载在了纳米纤维上,负载量可达33.28%,比表面积为504.16 m2/g、孔体积为0.241 cm3/g.并且在经过高温(320℃)、弯折和水、酸、碱洗涤后仍能保持结构的稳定性.通过以上表征分析,发现将NO2-UiO-66负载在纳米纤维上能够得到物理和化学稳定性质优异的膜材料,在有毒有害等恶劣条件下有很大的应用潜力.

• 单位
  北京科技大学