[发明专利]一种含氧化石墨烯-金属有机框架的复合改性纤维的制备方法和用途

说明书

本发明提供一种含氧化石墨烯‑金属有机框架的复合改性纤维的制备方法和用途，能够用于医用服装等抗菌面料的制备，具有优异的抗菌、抑菌性能。金属‑有机框架(Metal‑Organic Frameworks，MOFs)，是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机‑无机杂化材料。其中，沸石咪唑类骨架材料(如2‑甲基咪唑锌盐ZIF‑8)有永久性的孔隙、高表面积、疏水性、开放的金属位点和水稳定性。利用其咪唑有机配体及开放的Zn²⁺可以有效的起到抑菌和杀菌的作用。通过将ZIF‑8配体与氧化石墨烯的表面功能团的络合作用(如氢键作用)和化学反应(如脱水反应，脱羧反应等)，形成稳定的杂化体系，两者的协同作用可以对细菌起到卓越的杀菌效果，抗菌时间长。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种含氧化石墨烯-金属有机框架复合改性纤维的制备方法和用途。

背景技术

传统的抗菌剂,如抗生素、季铵盐等不但会导致微生物的抗药性,还会造成严重的环境污染。

氧化石墨烯是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，具有聚合物、胶体、薄膜以及两性分子的特性。氧化石墨烯表面具有丰富的官能团，使其表现出既亲水又亲油的两亲性，如同界面活性剂一般存在于界面并能够降低界面间的能量。氧化石墨烯可以破坏细菌的细胞膜,导致胞内物质外流并杀死细菌，被称为可以杀菌的物理抗生素。现有技术中氧化石墨烯改性后，抗菌、抑菌效果不理想。同时，在改性过程中大量强酸、强碱、强氧化剂强、还原剂以及中间产物的直接排放容易引起环境污染，如果进行无害化处理则使生产成本迅速增加。

专利申请号为201410430673.0的发明专利涉及一种改性纤维素/氧化石墨烯复合微球及其制备方法。复合微球由纤维素和氧化石墨烯材料复合组成并进一步通过威兰胶改性。纤维素与氧化石墨烯复合，不仅增强了复合吸附材料的机械强度，也进一步提高了吸附剂的吸附能力，很好的改善了吸附剂的性能。利用威兰胶对纤维素/氧化石墨烯复合微球表面进行改性，引入支链结构和功能基团，使得其可以进行多层吸附，进一步增强了吸附剂的吸附性能。改性纤维素/氧化石墨烯复合微球具有无毒、无污染、生物兼容性好等特点，但是该发明应用于污水处理和环境治理等领域，且不具有抗菌、抑菌作用，不能应用于抗菌服装。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种含氧化石墨烯-金属有机框架(2-甲基咪唑锌盐，ZIF-8)的复合改性纤维的制备方法和用途，制备方法简单，制备的含氧化石墨烯-金属有机框架的复合改性纤维能够用于医用服装等抗菌面料的制备，具有优异的抗菌、抑菌性能。

本发明提供一种含氧化石墨烯-金属有机框架的复合改性纤维的制备方法，包括以下步骤:

(1)将纤维置于氨气等离子体中处理；

(2)配制氧化石墨烯和金属有机框架(MOFs)2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)的乙醇混合悬浊液，将悬浊液喷洒在步骤(1)处理后的纤维上，干燥；

(3)把步骤(2)获得的产物浸入含有胺盐的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中进行催化反应；

(4)催化反应后取出，用溶剂DMF洗涤，干燥，获得含氧化石墨烯-金属有机框架复合改性纤维。

优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为0.1～15min。

上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为6S。

上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为1min。

上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为3min。