[发明专利]一种快速自净化化学战剂模拟物的纺织品及其制备方法

说明书

本发明公开了一种快速自净化化学战剂模拟物的纺织品及其制备方法。通过将非织造布浸入含有多酚类化合物和3‑氨丙基三乙氧基硅烷的混合溶液中，得到多酚杂化涂层修饰的非织造布；将其干燥后再浸入含有四氯化锆和有机配体的溶液中进行水热反应，使反应生成的锆基金属有机骨架化合物负载于多酚杂化涂层修饰的非织造布表面，得到快速自净化化学战剂模拟物的纺织品。通过上述方式，本发明能够使制得的纺织品保留锆基金属有机骨架化合物自身优异的吸附容量和催化性质，对化学战剂模拟物降解速率快、半衰期短、转化率高，自净化后还能循环使用；且制备工艺简单、反应条件温和、使用的材料均经济易得，适合工业化大规模生产，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，特别是涉及一种快速自净化化学战剂模拟物的纺织品及其制备方法。

背景技术

化学战剂是指用于战争目的、具有剧烈毒性、能大规模地毒害或杀伤敌方人畜和植物的各种化学物质，无论其是偶然或故意发出，都会对人类和环境构成严重威胁。目前，对化学战剂的防御主要利用活性炭类过滤介质的吸附性来进行。然而，这些过滤介质往往会存在饱和后二次排放、长期活化能力低等问题，且这类过滤介质不能自主对化学战剂进行降解，仍需要额外的方式对其进行净化处理。因此，有必要开发一种能够在环境条件下对化学战剂进行快速吸附和自净化的高性能生化防护纺织品，以保障人类的健康和生命安全。

近年来，金属有机骨架材料被逐渐应用于化学战剂的降解中。其中，锆基金属有机骨架化合物已经被证明对降解有机磷酸酯类化学战剂模拟物有优异的反应性。然而，单纯使用金属有机骨架化合物粉体时，其易以颗粒形式沉积在反应容器底部，在一定程度上限制了其在化学战剂处理中的应用。为了拓展金属有机骨架化合物在化学战剂过滤及防护服等方面的应用，需要将其颗粒附着到聚合物纤维上，但如何将其整合到纺织品中，并保留其结晶度、吸附性和反应性等功能，是当前研究者面临的重要挑战。

公开号为CN111188196A的专利提供了一种催化降解神经性化学战剂的石墨烯复合纤维无纺织物的制备及应用。该专利以石墨烯纤维为载体，通过溶剂热技术使金属有机骨架化合物纳米颗粒原位生长在具有优异光热转换效能的石墨烯纤维表面，从而构成具有快速消解作用的石墨烯复合纤维无纺织物。但该方法需要使用成本较高的石墨烯，并将其制备成部分还原的氧化石墨烯纤维无纺织物，整体过程工艺较为复杂，对反应条件要求较高，难以满足实际工业化生产的需求，导致其应用受限。

有鉴于此，当前仍需要一种更加简单通用的方法将金属有机骨架化合物负载于纤维表面，制备能够快速自净化化学战剂模拟物的纺织品，以解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种快速自净化化学战剂模拟物的纺织品及其制备方法。通过先将非织造布浸入含有多酚类化合物和3-氨丙基三乙氧基硅烷的溶液中，制备多酚杂化涂层修饰的非织造布，为锆基金属有机骨架化合物提供丰富的成核位点；再利用溶剂热技术在多酚杂化涂层修饰的非织造布表面原位生长锆基金属有机骨架化合物，使制得的纺织品在负载锆基金属有机骨架化合物的同时保留其结晶度、吸附性和反应性等功能，从而以简便的方法达到快速自净化化学战剂模拟物的效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种快速自净化化学战剂模拟物的纺织品，包括纺织品基材和负载于所述纺织品基材表面的锆基金属有机骨架化合物颗粒；所述纺织品基材为多酚杂化涂层修饰的非织造布；所述多酚杂化涂层由多酚类化合物和3-氨丙基三乙氧基硅烷在溶液中反应形成。

进一步地，所述多酚类化合物为单宁酸或没食子酸中的一种。

进一步地，所述锆基金属有机骨架化合物为UiO-66-NH₂、UiO-66或UiO-67中的一种。

进一步地，所述非织造布为聚丙烯非织造布、聚四氟乙烯非织造布或聚偏氟乙烯非织造布中的一种。

为实现上述目的，本发明还提供了一种上述快速自净化化学战剂模拟物的纺织品的制备方法，包括如下步骤：