[发明专利]一种多功能化的纳米孔MOF除菌气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米孔MOF除菌气凝胶的制备方法，其特征在于，所述纳米孔MOF除菌气凝胶包括MOF凝胶基体，所述MOF凝胶基体上具有胍基、聚酰亚胺以及银离子；所述纳米孔MOF除菌气凝胶的制备方法包括以下步骤：

S1、以铜的无机盐为前驱体，置于有机溶剂中，20~25℃下在搅拌器上搅拌2~5min，配置出铜的无机盐-有机溶剂溶液；

S2、在铜的无机盐-有机溶剂溶液体系中，加入胍基聚合物和聚酰亚胺的前体聚酰胺酸，按照体积比计，加入的胍基聚合物和聚酰胺酸为铜的无机盐-有机溶剂溶液体系的0.1%-10%，然后20~25℃下在搅拌器上搅拌2~5min；

S3、在步骤S2中所获得的溶液里，加入硅烷偶联剂，按照体积比，所加入的硅烷偶联剂的用量为上述步骤S2所获得的溶液体积的0.1%-5%，形成混合溶液，然后20~25℃下在搅拌器上搅拌2~5min；

S4、在步骤S3中搅拌后的混合溶液中加入凝胶促进剂，按照体积比，凝胶促进剂的用量控制为混合溶液的10~40%，然后在20~25℃下于超声分散机中超声5~15min使其均匀化形成前驱体湿溶胶；

S5、将步骤S4中制备的前驱体湿溶胶放在含HKUST-1有机配体的有机溶剂中超声分散30~45min,然后60℃下水浴加热2~4h，让有机配体与金属Cu2+通过自组装形成金属有机骨架HKUST-1，将上述前驱体湿溶胶转化为MOF湿溶胶；

S6、通过后合成修饰法，在MOF湿溶胶中进行功能Ag+纳米离子的负载，制备出胍基/聚酰亚胺/Ag+功能化MOF湿溶胶；

S7、将步骤S6中所制备的功能化MOF湿溶胶放入烘箱中进行凝胶反应，温度为40~60℃，时间1~3h，制备出胍基/聚酰亚胺/Ag+功能化MOF湿凝胶；

S8、将步骤S7中的功能化MOF湿凝胶放在有机溶剂中进行老化，老化时间为48~72h；

S9、将上述老化后的功能化MOF湿凝胶进行干燥，得到胍基/聚酰亚胺/Ag+多功能化MOF气凝胶。

2.如权利要求1所述的纳米孔MOF除菌气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中有机溶剂为：四氢呋喃和N,N-二甲基乙酰胺的混合有机溶剂，其中铜的无机盐为硝酸铜一种。

3.如权利要求1所述的纳米孔MOF除菌气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中铜的无机盐的浓度控制在0.01-1M。

4.如权利要求1所述的纳米孔MOF除菌气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中胍基聚合物为聚六亚甲基双胍盐酸盐。

5.如权利要求1所述的纳米孔MOF除菌气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中加入的硅烷偶联剂为：丙基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷中的一种。

6.如权利要求1所述的纳米孔MOF除菌气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中步骤四中的凝胶促进剂为环氧丙烷。

7.如权利要求1所述的纳米孔MOF除菌气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中含HKUST-1的有机配体为均苯三甲酸，所用的有机溶剂为：乙醇、甲醇和二甲基甲酰胺中的一种。

8.如权利要求1所述的纳米孔MOF除菌气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中后合成修饰法的具体步骤为：将步骤S5中所制备的MOF湿溶胶放入含有银盐的有机溶液中，超声2~5min后，将混合溶液在摇床上震荡15~25min，然后放入微波反应器中，控制微波反应速率，反应45min，紧接着45~60℃下水浴加热6~12h，让Ag+充分完成与HKUST-1上的部分Cu2+配位，生成胍基/聚酰亚胺/Ag+功能化MOF湿溶胶。

9.如权利要求8所述的纳米孔MOF除菌气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中的银盐为硝酸银，所述步骤S8中所用的有机溶剂为甲醇，所述步骤S9中所用的干燥方法为：冷冻干燥和超临界干燥的一种。