删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

柔性可水洗的Zr-MOFs复合纳米纤维薄膜的制备和性能表征

本站小编 Free考研考试/2022-02-14

摘要/Abstract



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4 h. 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.
关键词: 静电纺丝, 纳米纤维, 金属有机框架, NO2-UiO-66, 水相合成
Flexible high adsorption materials play a key role in many fields such as wastewater and exhaust gas treatment, protective clothing manufacturing, toxic and harmful substance monitoring. In situ growth of NO2-UiO-66 on electrostatic spun nanofiber was obtained by aqueous synthesis using trifluoroacetic acid as regulator, and water as solvent. The effects of different ratio of trifluoroacetic acid (TFA)/deionized water, different metal salt and ligand proportions and hydrothermal growth time on NO2-UiO-66 morphology and load effects were studied. The add content of TFA was φTFA=30%, the molar ratio of metal salt and the ligand was 1∶1.5, and the hydrothermal growth time was maintained at 4 h, which proved to be the optimal synthetic conditions. The specific synthesis procedure of the NO2-UiO-66@polyacrylonitrile composite nanofiber membrane (NO2-UiO-66@PAN NM) was as follows: First, 10% (w) of PAN spinning liquid was woven into nanofiber membrane using the electrospinning method. Second, a solvent having a TFA content of 30% was prepared in a sealed glass bottle, followed by addition of metal salt (ZrCl4) and organic ligand (2-nitroterephthalic acid, NO2-H2BDC). Finally, the PAN nanofiber was immersed in the precursor mixture, and after 30 min of ultrasonic treatment, it was placed in an oven at 100 ℃ for 4 h to obtain the NO2-UiO-66@PAN NM. The structure of NO2-UiO-66@PAN NM was characterized by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetry (TG) and nitrogen adsorption-desorption test. The characterization results showed that the NO2-UiO-66 were uniformly loaded on nanofibers. The load could reach 33.28%, the Brunner-Emmet-Teller measurements (BET) surface area was 504.16 m2/g, and the pore volume was 0.241 cm3/g. Further, the NO2-UiO-66@PAN nanofiber membrane still remained in the stability of the structure after being treated with high temperature (320 ℃), bending and washing with water, acid and alkali. Through the above characterization analysis, it was found that the NO2-UiO-66 loaded on the nanofibers, which enabled the membrane material excellent in physical and chemical stable properties, and has a large application potential under harsh conditions such as toxic and harmful.
Key words: electrospinning, nanofiber, metal-organic framework, NO2-UiO-66, aqueous synthesis


PDF全文下载地址:

点我下载PDF
相关话题/纳米 金属 结构 材料 物质

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 基于纳米光子技术检测SARS-CoV-2研究进展※
    摘要/Abstract新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的大规模爆发导致全球性大面积人员感染甚至死亡,严重影响了人们的正常生活.全球化贸易和便捷交通极大加速了疫情的传播速度,使疫情防控困难重重.因此,快速准确地诊断感染者和筛查无症状感染者有重要意义.目前使用最广泛的SARS-CoV-2检测方法是逆 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 功能碳基复合材料在锂硫电池正极中的应用
    摘要/Abstract碳基复合材料由于结构可变、形貌可调、成分可控,能够展现出优异的理化特性,在能源存储和转化领域具有极大的应用潜力.其中,锂-硫电池作为高效的能源存储和转化器件,长期受困于硫(S)和硫化锂(Li2S)绝缘的瓶颈,亟需开发高导电的储硫载体帮助锂-硫电池实现可逆充放电.研究表明,碳基复 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 纳米材料用于放疗防护的研究进展
    摘要/Abstract放射治疗是利用高能射线抑制癌细胞增殖的治疗方法,已广泛用于恶性肿瘤的治疗.但是,高能射线不可避免地会对机体的正常组织造成损害,产生放疗相关副作用.尽管目前有一些小分子放疗防护药物已应用于临床或处于临床前研究,但其较短的血液循环时间和较快的新陈代谢速度极大地削弱了其防护效果.近2 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 亚微米去顶角八面体LiNi0.08Mn1.92O4正极材料制备及高温电化学性能
    摘要/Abstract采用低温固相燃烧法快速制备了一种具有{111}、{110}和{100}晶面的去顶角八面体LiNi0.08Mn1.92O4(LNMO)正极材料,其高暴露{111}晶面可以减少充放电过程中Mn的溶解,面积相对较小的{110}和{100}晶面可增加Li+快速扩散的通道.测试结果表明, ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 丰产金属催化烯基金属试剂的不对称烯基化反应研究进展
    摘要/Abstract烯丙位手性中心不仅广泛存在于天然产物和药物活性分子中,也是有机合成中的重要合成砌块.过渡金属催化烯基金属试剂作为亲核试剂的不对称加成或偶联反应是构建这一结构非常有吸引力的策略之一.在众多金属催化剂中,铁钴镍铜等丰产金属由于其独特的催化活性以及低毒性、环境友好等优点而被用来代替铑 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • α,ω-双烯烃的配位聚合: 催化剂对聚合物微观结构的调控
    摘要/Abstract在聚烯烃行业蓬勃发展的几十年中,如何合成具有独特结构和功能的聚烯烃一直是高分子化学家不断追求的目标.时至今日,科学家们已经可以通过调控单体结构、催化剂中心金属、配体结构以及聚合条件等来合成丰富多彩的聚烯烃.在这品类繁多的聚烯烃中,主链上含有脂肪环的聚烯烃因具有良好的热稳定性和透 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 石墨烯衍生物作为无金属碳基催化剂在有机催化中的应用
    摘要/Abstract近年来,随着绿色化学和可持续发展等创新理念的提出,无金属催化剂逐渐成为催化领域的研究热点和前沿.石墨烯作为一种新型纳米碳材料,具有机械强度大、比表面积高、稳定性好、电学性质优异等特点,经过改性或功能化后的衍生物可以作为无金属碳基催化剂,在有机反应中展现了良好的应用前景.本文综述 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 同手性金属有机框架(MOFs)维度的精准调控及荧光性质的研究
    摘要/Abstract精准调控不同维度和拓扑的结构,特别是具有同组分的手性结构代表了当今合成化学所面临的最具挑战性的问题之一.基于配位化学的不同维度杂化材料的自组装被认为是能够解决上述问题的一种有效途径.本工作采用了已报道的一维管(HMOF-2)和二维层(HMOF-3)合成所需的5,5'-N,N-二 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 基于八氢联萘酚的大位阻手性发光材料构建及光电性质研究
    摘要/Abstract以手性发光材料为发光中心制备能够直接发射出圆偏振电致发光(circularlypolarizedelectroluminescence,CPEL)的器件,即CP-organiclight-emittingdiode(CP-OLED),在3D显示领域有极大的应用前景.本工作设计了 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 螺芳基钙钛矿太阳能电池空穴传输材料研究进展
    摘要/Abstract近10年,第三代光电能源转换技术钙钛矿太阳能电池(PSCs)正迅速崛起.基于有机-无机杂化钙钛矿材料的本征半导体特性以及PSCs平面多层器件架构特点,采用有机小分子空穴传输材料(HTMs)作为PSCs的p-型层,不仅实现了PSCs器件的全固态化,且大幅提升了器件效率及稳定性.以 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14