[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

说明书

本发明公开一种多功能化的纳米孔MOF除菌气凝胶及其制备方法，以铜的无机盐为前驱体置于有机溶剂中配置出铜的无机盐‑有机溶剂溶液，然后加入胍基聚合物和聚酰亚胺的前体聚酰胺酸搅拌混合，再加入硅烷偶联剂形成混合溶液，向混合溶液中加入凝胶促进剂形成前驱体湿溶胶，前驱体湿溶胶放在含HKUST‑1有机配体的有机溶剂中转化为MOF湿溶胶通过后合成修饰法，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，再放入烘箱中进行凝胶反应，制备出胍基/聚酰亚胺/Ag+功能化MOF湿凝胶，经过老化以及干燥后得到胍基/聚酰亚胺/Ag+多功能化MOF气凝胶。

技术领域

本发明涉及气凝胶技术领域，具体涉及到一种多功能化的纳米孔MOF除菌 气凝胶及其制备方法。

背景技术

普通的除菌气凝胶，其具有除菌功能的组分一般为单一的一种组分，如对 于无机除菌成分，典型的代表为性能优异的纳米Ag+，对于有机除菌成分，如有 机汞、有机锌、氯酚类、有机溴化物等，但是有机汞、有机锌、酚类杀菌剂虽 有高的杀菌效果，但有剧毒，有机溴化物的刺激性太大，并非理想的选择，并 且除菌率一直是一个有待提高的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足之处，本发明提出一种多功能化的多功能 化的纳米孔MOF除菌气凝胶及其制备方法。

为了实现上述技术效果，本发明采用如下方案：

一种多功能化的纳米孔MOF除菌气凝胶，包括MOF凝胶基体，所述MOF凝 胶机体上具有胍基、聚酰亚胺以及银离子。

一种多功能化的纳米孔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PAAs，按照体积比计，加入的胍基聚合物和聚酰胺酸PAAs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。

优选的技术方案，所述步骤S1中有机溶剂为：四氢呋喃和N,N-二甲基乙酰 胺(DMAc)的混合有机溶剂，其中铜的无机盐为硝酸铜(CuNO3)一种。

优选的技术方案，所述步骤S1中铜的无机盐的浓度控制在0.01-1M。