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柔性可水洗的Zr-MOFs 复合纳米纤维薄膜的制备

产品手册    2021-11-18 10:01

MOFs 又称多孔配位聚合物( PorousCoordination Polymers,PCPs),是由金属离子与有机配体通过自组装形成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料。它具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性、可裁剪性、良好的热稳定性和化学稳定性等优点。在气体的吸附、储存与分离,药物传递,催化,储能和传感等领域得到了广泛应用。本文采用水相合成的方法,以三氟乙酸(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 柔性纳米纤维膜材料。

 

实验部分

 

1.1 实验原料

聚丙烯腈和三氟乙酸(TFA),硝基对苯二甲酸(NO2-H2BDC),四氯化锆,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。

1.2 NO2-UiO-66@PAN NM 的制备

1.2.1 PAN NM 的制备

将PAN 溶于DMF 中并搅拌,形成均匀的PAN 纺丝液。使用静电纺丝机进行纺丝。将纺丝液装入注射器中,进行静电纺丝。纺丝结束后取下负载有纳米纤维膜的铝箔纸,放入真空烘箱中。

1.2.2 使用不同含量TFA 制备NO2-UiO-66@PAN NM

采用水热法制备NO2-UiO-66@PAN NM。实验过程如下:首先,裁剪五块同样大小的PAN NM 备用。然后,在密封玻璃瓶中配制φTFA的溶剂,并分别在五个密封玻璃瓶中加入ZrCl4 和NO2-H2BDC。最后,将备用的PAN 纳米纤维膜浸入前驱体混合液中,超声后,放入烘箱中保持4 h。待冷却至室温后拿出,用去离子水多次洗涤后放入烘箱中烘干。

1.2.3 添加不同配比前驱体制备NO2-UiO-66@PAN NM

首先,裁剪三块同样大小的PAN 纳米纤维膜备用。然后,在密封玻璃瓶中配制φTFA的溶剂,并在三个密封玻璃瓶中分别加入不同摩尔比的ZrCl4 和NO2-H2BDC。最后,将备用的PAN 纳米纤维膜浸入前驱体混合液中,超声后,放入烘箱中干燥。待冷却至室温后拿出,用去离子水多次洗涤后放入烘箱中烘干。

1.2.4 不同水热时间制备NO2-UiO-66@PAN NM

 

首先,裁剪三块同样大小的PAN 纳米纤维膜备用。然后,在密封玻璃瓶中配制φTFA的溶剂,并在三个密封玻璃瓶中加入ZrCl4和NO2-H2BDC。最后,将备用的PAN 纳米纤维膜浸入前驱体混合液中,超声后,放入烘箱中干燥。待冷却至室温后拿出,用去离子水多次洗涤后放入烘箱中烘干。

 

图1 合成的NO2-UiO-66@PAN NM SEM 图像。