CN107159138A - 一种MOFs@PFs复合材料及其制备方法与MIL‑100(Fe)@PFs复合材料 - Google Patents

一种MOFs@PFs复合材料及其制备方法与MIL‑100(Fe)@PFs复合材料 Download PDF

Info

Publication number
CN107159138A
CN107159138A CN201710366097.1A CN201710366097A CN107159138A CN 107159138 A CN107159138 A CN 107159138A CN 201710366097 A CN201710366097 A CN 201710366097A CN 107159138 A CN107159138 A CN 107159138A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pfs
mofs
composites
pulp
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710366097.1A
Other languages
English (en)
Inventor
李忠
王丽
李�浩
王兴杰
肖静
周欣
夏启斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201710366097.1A priority Critical patent/CN107159138A/zh
Publication of CN107159138A publication Critical patent/CN107159138A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/223—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material containing metals, e.g. organo-metallic compounds, coordination complexes
    • B01J20/226—Coordination polymers, e.g. metal-organic frameworks [MOF], zeolitic imidazolate frameworks [ZIF]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H8/00—Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/001—Modification of pulp properties
    • D21C9/002—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives
    • D21C9/004—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives inorganic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Abstract

本发明公开了一种MOFs@PFs复合材料及其制备方法与MIL‑100(Fe)@PFs复合材料。制备方法包括步骤：（1）将MOFs粉末材料通过混合分散，附着在原木纸浆纸上，形成混合纸浆；（2）将得到的混合纸浆过滤，烘干，真空干燥活化，得到片状的所述MOFs@PFs复合材料。本发明的MOFs@PFs复合材料相对于原始粉末形态的MOFs材料，具有易于使用、回收方便、可重复利用的优点，具有很好的实际应用潜力。同时，本发明的成型制备方法过程简易有效，工艺性强，重复性好。

Description

一种MOFs@PFs复合材料及其制备方法与MIL-100(Fe)@PFs复 合材料
技术领域
本发明属于多孔材料成型技术领域，具体涉及一种MOFs@PFs复合材料与及其制备方法MIL-100(Fe)@PFs复合材料。
背景技术
随着工业的迅速发展，人们对化石能源如煤、石油、天然气等大量的需求和消耗，造成了大气中CO2量急剧上升，由此带来了气候变暖、冰川融化、海平面上升、极端天气等一系列的环境问题。因此，对CO2气体的吸附和分离成为目前一大科研热点。
近年来，金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)作为一种新兴的微孔/介孔材料，由于具有很高的比表面积、发达的孔隙结构、稳定性好、孔道可调以及可根据目标要求作化学修饰等优点，使得MOFs材料在有害气体吸附分离方面具有广阔的应用前景。其中，金属有机骨架材料MIL-100(Fe)因其大的比表面积、发达的孔隙结构以及不饱和的金属位点，在CO2气体吸附上有出色的表现，是一种非常优良的吸附材料。
MIL-100(Fe)虽然在CO2气体吸附上有良好的吸附效果，但其直接应用仍存在一些瓶颈问题。主要是合成得到的MOFs材料，都是粉末状的晶体材料，直接应用则容易被气体吹跑而不易回收；若装填在柱子，又会导致柱的压降很大，这大大地限制了其在工业中的应用。因此要把MOFs应用于实际吸附CO2过程，必须对其成型或固定化。
目前国际上，已有些关于MOFs材料固定成型的报道。例如，Fernandez通过二次晶种生长法在堇青石上固定MIL-100(Fe)用于四氢化萘的催化(Ramos-Fernandez,E.V.,M.Garcia-Domingos,J.et al.MOFs meet monoliths:Hierarchicalstructuring metal organic framework catalysts[J].Applied Catalysis A:General,2011.391(1-2):p.261-267)。另外，据Balakrishnan报道，HKUST-1可在嫁接了羧基官能团的玻璃碳板上生长成型(Sivakumar Balakrishnan,Alison J.Downard,ShaneG.Telfer.HKUST-1growth on glassy carbon[J].Mater.Chem.,2011,21,19207)。Rose通过静电纺丝的方法在聚合纤维上成功固定MIL-100(Fe)和HKUST-1(Rose,M.,B.M.Jolly,et al.MOF Processing by Electrospinning for Functional Textiles[J].Advanced Engineering Materials,2011.13(4):p.356-360)。然而，这些MOFs材料的成型固定技术要么是成型载体价高难得，要么是由于载体缺少有效固定MOFs晶体的化学基团从而导致成型方法繁琐，因而实用性不高。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足，提供了一种MOFs@纸浆纤维(Pulp fibers，PFs)复合材料，具体包括MIL-100(Fe)@纸浆纤维复合材料。
本发明的另一目的在于提供所述的一种MOFs@PFs复合材料的制备方法。
本发明的目的通过如下具体方案实现。
一种MOFs@PFs复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将原木纸浆纸在蒸馏水中搅拌，形成纸浆均匀分散的纸浆溶液；将MOFs粉末材料加入纸浆溶液中，继续搅拌，得到混合纸浆；
(2)将得到的混合纸浆过滤，烘干，真空干燥活化，得到所述MOFs@PFs复合材料。
进一步地，步骤(1)中，所述原木纸浆纸与蒸馏水的质量比为1:100～500。
进一步地，步骤(1)中，所述MOFs粉末材料的加入量为原木纸浆纸与MOFs粉末材料的总质量的33％～80％。
进一步地，步骤(1)中，所述搅拌均是在室温下搅拌0.5～5h。
进一步地，步骤(1)中，所述MOFs粉末材料包括MIL-100(Fe)晶体粉末材料。
更进一步地，步骤(1)中，所述MIL-100(Fe)晶体粉末材料在使用前于80～150℃烘干，并于150～250℃真空干燥活化6～8h。
进一步地，步骤(1)中，所述原木纸浆纸在使用前用双氧水进行预处理，预处理步骤为：
将原木纸浆纸与过氧化氢溶液混合，搅拌使原木纸浆纸均匀分散成纸浆，加热进行氧化反应，反应完成后冷却至室温，过滤，洗涤，干燥，得到预处理的原木纸浆纸。
更进一步地，所述过氧化氢溶液的浓度为1～3mol/L。
更进一步地，所述原木纸浆纸与过氧化氢溶液的质量比为1:100～500。
更进一步地，所述搅拌是在室温下搅拌0.5～5h。
更进一步地，所述氧化反应是在60～80℃温度下反应6～12h。
更进一步地，所述洗涤是用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性。
更进一步地，所述干燥的温度为40～60℃。
进一步地，步骤(2)中，所述烘干是在30～50℃烘干。
进一步地，步骤(2)中，所述真空干燥活化是在100～200℃真空干燥6～8h。
由上述任一项所述制备方法制得的一种MOFs@PFs复合材料，所述MOFs@PFs复合材料为片状。
由上述制备方法制备的一种MIL-100(Fe)@PFs复合材料。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明采用天然纸浆纤维作为MOFs粉末材料的成型载体，天然纸浆纤维柔韧性高，使用方便，而且天然纸浆纤维廉价易得，成本较低；
(2)本发明的MOFs@PFs复合材料相对于原始粉末形态的MOFs材料，具有易于使用、回收方便、可重复利用的优点，具有很好的实际应用潜力；
(3)本发明通过对天然纸浆纤维进行氧化预处理，使得处理后的纸浆纤维具有大量的羟基和羧基，增强了基体材料对MOFs粉末材料的附着能力；
(4)本发明的成型制备方法过程简易有效，工艺性强，重复性好。
附图说明
图1为实施例2的纸浆纤维(PFs)在预处理前后的FTIR图；
图2为实施例2制备的50MIL-100(Fe)@PFs复合材料与原始MIL-100(Fe)晶体粉末及纸浆纤维的PXRD谱图；
图3a和图3b为实施例2制备的50MIL-100(Fe)@PFs复合材料在不同倍率的SEM图；
图4为原始MIL-100(Fe)晶体粉末的SEM图；
图5为实施例3制备的80MIL-100(Fe)@PFs复合材料的抗震性能测试结果图；
图6a为实施例3制备的80MIL-100(Fe)@PFs复合材料的CO2循环吸脱附的吸附等温线图；
图6b为实施例3制备的80MIL-100(Fe)@PFs复合材料的CO2循环吸脱附的脱附率结果图；
图7为实施例1～3制备的MIL-100(Fe)@PFs复合材料与原始MIL-100(Fe)晶体粉末的吸附CO2性能测试结果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述，本发明并不限于此。
以下实施例所使用的MIL-100(Fe)晶体粉末材料，制备方法如下：
(1)把Fe粉(0.56g)、均苯三酸(1.4g，6.67mmol)和蒸馏水(50ml)混合超声15min；然后滴加HNO3溶液(0.42ml，68％)和HF溶液(0.89ml，40％)，超声15min；
(2)再转移至反应釜中，密封后置于烘箱中，1h内升温到160℃，再保持8h，再3h内降温到120℃，再3h内降温到90℃，6h内降温到35℃。
得到的产物中混杂着许多的杂质，包括未反应的均苯三酸，需对得到粗产物进行纯化，具体过程为：
(1)向反应悬浮液加入25ml N,N-二甲基甲酰胺，并置于45℃恒温震荡60min，随后反应液过G1砂芯漏斗，取滤液并将滤液离心，倒出上层清液；用无水乙醇浸泡清洗沉淀，并转移回反应罐中，在100℃条件下保温12h，重复两次，然后60℃下保温10h；
(2)保温结束后，继续用乙醇浸泡2天，然后在100℃下干燥，在转移在150℃真空干燥箱中干燥12h，最终得到MIL-100(Fe)晶体粉末样品。
实施例1
一种MIL-100(Fe)@PFs复合材料，制备步骤如下：
(1)将100％原木纸浆纸与摩尔浓度为1mol/l的10ml过氧化氢溶液混合(纸浆纸与过氧化氢溶液的质量比为1:100)，室温下搅拌0.5h使纸均匀分散成纸浆，再置于60℃加热6h，冷却至室温(25℃)，用G4漏斗过滤，并用蒸馏水洗涤至中性，40℃干燥，得到预处理的原木纸浆纸；
(2)将0.15g(m1)的原木纸浆纸置于蒸馏水中，纸浆纸与蒸馏水的质量比为1:100，在室温(25℃)下搅拌0.5h形成纸浆，并均匀分散在去离子水中，得到纸浆溶液；
(3)将MIL-100(Fe)晶体粉末于100℃烘干并于150℃真空干燥活化6h后，迅速称取0.075g(m2)的MIL-100(Fe)材料将材料加入到纸浆溶液中，其中负载比例为m2/(m1+m2)＝33％，并继续搅拌0.5h得到混合纸浆；
(4)将所得的MIL-100(Fe)混合纸浆用G4砂芯漏斗过滤，于30℃烘干，并于100℃真空干燥活化6h，最终得到片状MIL-100(Fe)@PFs复合材料，记为33MIL-100(Fe)@PFs。
实施例2
一种MIL-100(Fe)@PFs复合材料，制备步骤如下：
(1)将100％原木纸浆纸与摩尔浓度为2mol/l的10ml过氧化氢溶液混合(纸浆纸与过氧化氢溶液的质量比为1:250)，室温下搅拌2.5h使纸均匀分散成纸浆，再置于70℃加热9h，冷却至室温(25℃)，用G4漏斗过滤，并用蒸馏水洗涤至中性，50℃干燥，得到预处理的原木纸浆纸；
(2)将0.15g(m1)的原木纸浆纸置于蒸馏水中，纸浆纸与蒸馏水的质量比为1:250，在室温(25℃)下搅拌0.5h形成纸浆，并均匀分散在去离子水中，得到纸浆溶液；
(3)将MIL-100(Fe)晶体粉末于100℃烘干并于150℃真空干燥活化7h后，迅速称取0.15g(m2)的MIL-100(Fe)材料将材料加入到纸浆溶液中，其中负载比例为m2/(m1+m2)＝50％，并继续搅拌2h得到混合纸浆；
(4)将所得的MIL-100(Fe)混合纸浆用G4砂芯漏斗过滤，于30℃烘干，并于100℃真空干燥活化8h，最终得到片状MIL-100(Fe)@PFs复合材料，记为50MIL-100(Fe)@PFs。
本实施例的纸浆纤维(PFs)在预处理前后的FTIR图如图1所示，从图中可以看出，氧化处理前后浆纸纤维都有很强的羟基峰(3200～3600cm-1)；处理前，纤维只有在1650cm-1处出现极小幅度的羧基峰；而氧化处理后，纤维在1650cm-1和1750cm-1都出现了极强的羧基特征峰；这表明，处理后的纤维中的羧基明显增多了。这是因为H2O2溶液具有极强的氧化作用，在加热条件下，H2O2能将纸浆纤维(PFs)中的甲基、亚甲基等基团氧化形成包括羟基的含氧基团，而纤维中的部分羟基继续氧化可形成羧基，这些含氧基团有助于MOFs在PFs基体材料上附着成型。
本实施例得到的50MIL-100(Fe)@PFs复合材料与MIL-100(Fe)晶体粉末及纸浆纤维的PXRD谱图如图2所示。从图中可以看出，MIL-100(Fe)晶体粉末出现了MIL-100(Fe)的特征峰，这说明合成的材料确是MIL-100(Fe)；同时可见，制备的50MIL-100(Fe)@PFs的样品亦出现了MIL-100(Fe)的特征峰，表明复合材料中的确存在MIL-100(Fe)晶体，且负载过程未对晶型造成破坏。同时也可以看出，在16°和23°处，50MIL-100(Fe)@PFs复合材料也保留了纸浆纤维的特征峰。
本实施例得到的50MIL-100(Fe)@PFs复合材料的不同倍率的SEM图分别如图3a和图3b所示，原始MIL-100(Fe)晶体粉末的SEM图如图4所示。由图3a、图3b和图4可以看出，MIL-100(Fe)有着很规整的八面体晶体结构；而50MIL-100(Fe)@PFs复合材料中，MIL-100(Fe)晶体均匀地附着固定在纸浆纤维上。
实施例3
一种MIL-100(Fe)@PFs复合材料，制备步骤如下：
(1)将100％原木纸浆纸与摩尔浓度为3mol/l的10ml过氧化氢溶液混合(纸浆纸与过氧化氢溶液的质量比为1:500)，室温下搅拌5h使纸均匀分散成纸浆，再置于80℃加热12h，冷却至室温(25℃)，用G4漏斗过滤，并用蒸馏水洗涤至中性，60℃干燥，得到预处理的原木纸浆纸；
(2)将0.15g(m1)的原木纸浆纸置于蒸馏水中，纸浆纸与蒸馏水的质量比为1:500，在室温(25℃)下搅拌0.5h形成纸浆，并均匀分散在去离子水中，得到纸浆溶液；
(3)将MIL-100(Fe)晶体粉末于100℃烘干并于150℃真空干燥活化8h后，迅速称取0.6g(m2)的MIL-100(Fe)材料将材料加入到纸浆溶液中，其中负载比例为m2/(m1+m2)＝80％，并继续搅拌5h得到混合纸浆；
(4)将所得的MIL-100(Fe)混合纸浆用G4砂芯漏斗过滤，于30℃烘干，并于100℃真空干燥活化7h，最终得到片状MIL-100(Fe)@PFs复合材料，记为80MIL-100(Fe)@PFs。
机械性能和吸附性能测试
实施例制备的MIL-100(Fe)@PFs样品的机械性能测试：
本项目用可调频率的恒温振荡器在2Hz和4Hz的条件下测试了样品的抗震性能，每振荡20分钟称量一次质量，结果如5所示。从图5可见，在连续振荡了2小时后，无论是在2Hz还是4Hz条件下，负载量最大的80MIL-100(Fe)@PFs样品的质量几乎没有变化，说明其有优秀的抗震性能。
本项目制备的80MIL-100(Fe)@PFs进行CO2吸附-脱附循环试验。
CO2在复合材料80MIL-100(Fe)@PFs上连续五次进行吸附-脱附循环过程中，其中，吸附过程的压力范围设定为0-1bar，而脱附过程在抽真空加热条件下进行，系统压力设定脱附压力为0.01bar。
图6a为制备的80MIL-100(Fe)@PFs复合材料的CO2循环吸脱附的吸附等温线图，图中示出了在五次吸附-脱附循环实验中，每次循环试验后样品对CO2的吸附等温线。从图中可得知，每次CO2吸附等温线几乎重叠在一起，表明样品的吸附-脱附稳定性很好，具有可重复利用性。
图6b为制备的80MIL-100(Fe)@PFs复合材料的CO2循环吸脱附的脱附率结果图，图中示出了在五次吸附-脱附循环实验中，每次循环中CO2的脱附率(吸附材料的再生率)。由图可知，复合材料80MIL-100(Fe)@PFs对CO2再生效率高达97％以上，表明在在脱附过程中，吸附在样品中的CO2基本上都已脱附出去，说明80MIL-100(Fe)@PFs复合材料对CO2的吸附是可逆的。
由图6a和图6b分析可知，80MIL-100(Fe)@PFs复合材料对CO2的吸附和脱附性能具有稳定性和可重复利用性，相比于粉末的MIL-100(Fe)，显然复合材料80MIL-100(Fe)@PFs更加容易被回收利用，而粉末的MIL-100(Fe)由于质量轻，在脱附过程中很容易被气体吹跑。
实施例1～3制备得到的MIL-100(Fe)@PFs复合材料及原始MIL-100(Fe)晶体粉末的BET及Langmuir比表面积测试结果如表1所示。
表1 BET及Langmuir比表面积测试结果
由表1结果可知，随着MIL-100(Fe)负载量的提高，MIL-100(Fe)@PFs复合材料的BET比表面积和Langmuir比表面积迅速上升。当负载量达到80％时(实施例3)，其BET比表面积达到了1411m2/g，且十分接近理论的BET比表面积(2095m2/g×80％＝1676m2/g)，说明成型的过程中没有对MIL-100(Fe)的晶体结构产生大的破坏，MIL-100(Fe)@PFs复合材料仍具有良好的多孔结构。
实施例1～3制备得到的MIL-100(Fe)@PFs复合材料及原始MIL-100(Fe)晶体粉末的吸附CO2性能测试结果如图7所示。由图7结果可以看出，随着MIL-100(Fe)负载量的提高，MIL-100(Fe)@PFs复合材料对CO2吸附量逐渐上升。当负载量达到80％时，其在1bar时CO2吸附量约为1.5mmol/g，此时的CO2吸附量约为原始MIL-100(Fe)晶体材料在1bar时的吸附量的70.4％。说明随着负载量的增加，MIL-100(Fe)@PFs复合材料可以达到接近MIL-100(Fe)的吸附性能，并进一步证明复合成型的过程对MIL-100(Fe)本身的气体吸附性能影响不大。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种MOFs @PFs复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将原木纸浆纸在蒸馏水中搅拌，形成纸浆均匀分散的纸浆溶液；将MOFs粉末材料加入纸浆溶液中，继续搅拌，得到混合纸浆；
（2）将得到的混合纸浆过滤，烘干，真空干燥活化，得到片状的所述MOFs @PFs复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种MOFs @PFs复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述原木纸浆纸与蒸馏水的质量比为1:100~500；所述搅拌均是在室温下搅拌0.5~5h。
3.根据权利要求1所述的一种MOFs @PFs复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述MOFs粉末材料的加入量为原木纸浆纸与MOFs粉末材料的总质量的33%~80%。
4.根据权利要求1所述的一种MOFs @PFs复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述MOFs粉末材料包括MIL-100(Fe)晶体粉末材料。
5.根据权利要求4所述的一种MOFs @PFs复合材料的制备方法，其特征在于，所述MIL-100(Fe)晶体粉末材料在使用前于80~150℃烘干，并于150~250℃真空干燥活化6~8 h。
6.根据权利要求1所述的一种MOFs @PFs复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述原木纸浆纸在使用前用双氧水进行预处理，预处理步骤为：
将原木纸浆纸与过氧化氢溶液混合，搅拌使原木纸浆纸均匀分散成纸浆，加热进行氧化反应，反应完成后冷却至室温，过滤，洗涤，干燥，得到预处理的原木纸浆纸。
7.根据权利要求6所述的一种MOFs @PFs复合材料的制备方法，其特征在于，所述过氧化氢溶液的浓度为1~3 mol/L；所述原木纸浆纸与过氧化氢溶液的质量比为1:100~500；所述搅拌是在室温下搅拌0.5~5h；所述氧化反应是在60~80℃温度下反应6~12h；所述洗涤是用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性；所述干燥的温度为40~60℃。
8.根据权利要求1所述的一种MOFs @PFs复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述烘干是在30~50℃烘干；所述真空干燥活化是在100~200℃真空干燥6~8 h。
9.由权利要求1~8任一项所述的制备方法制得的一种MOFs @PFs复合材料。
10.由权利要求5所述的制备方法制得的一种MIL-100(Fe) @PFs复合材料。
CN201710366097.1A 2017-05-23 2017-05-23 一种MOFs@PFs复合材料及其制备方法与MIL‑100(Fe)@PFs复合材料 Pending CN107159138A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710366097.1A CN107159138A (zh) 2017-05-23 2017-05-23 一种MOFs@PFs复合材料及其制备方法与MIL‑100(Fe)@PFs复合材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710366097.1A CN107159138A (zh) 2017-05-23 2017-05-23 一种MOFs@PFs复合材料及其制备方法与MIL‑100(Fe)@PFs复合材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107159138A true CN107159138A (zh) 2017-09-15

Family

ID=59816321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710366097.1A Pending CN107159138A (zh) 2017-05-23 2017-05-23 一种MOFs@PFs复合材料及其制备方法与MIL‑100(Fe)@PFs复合材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107159138A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109731555A (zh) * 2019-03-04 2019-05-10 长春工业大学 一种用于co2吸附的zif-8/柚子皮复合材料的制备方法及应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140294709A1 (en) * 2011-10-18 2014-10-02 The Regents Of The University Of California Alkylamine functionalized metal-organic frameworks for composite gas separations
CN104190364A (zh) * 2014-08-25 2014-12-10 云南中烟工业有限责任公司 一种对CO具有高吸附容量的MIL-100(Fe)晶体的低毒制备方法
CN104959116A (zh) * 2015-06-12 2015-10-07 华南理工大学 一种MOFs@纸浆纤维复合材料及其成型制备方法
CN105771907A (zh) * 2016-04-11 2016-07-20 华南理工大学 一种MOFs双配体吸附材料Fe-btc(dobdc)及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140294709A1 (en) * 2011-10-18 2014-10-02 The Regents Of The University Of California Alkylamine functionalized metal-organic frameworks for composite gas separations
CN104190364A (zh) * 2014-08-25 2014-12-10 云南中烟工业有限责任公司 一种对CO具有高吸附容量的MIL-100(Fe)晶体的低毒制备方法
CN104959116A (zh) * 2015-06-12 2015-10-07 华南理工大学 一种MOFs@纸浆纤维复合材料及其成型制备方法
CN105771907A (zh) * 2016-04-11 2016-07-20 华南理工大学 一种MOFs双配体吸附材料Fe-btc(dobdc)及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109731555A (zh) * 2019-03-04 2019-05-10 长春工业大学 一种用于co2吸附的zif-8/柚子皮复合材料的制备方法及应用
CN109731555B (zh) * 2019-03-04 2022-03-25 长春工业大学 一种用于co2吸附的zif-8/柚子皮复合材料的制备方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107265434A (zh) 一种竹制纳米纤维素/还原氧化石墨烯复合碳气凝胶的制备方法及其应用
CN105833918B (zh) 一种复合可见光光催化剂Ag2CO3/TiO2/ UiO-66-(COOH)2的制备方法及其应用
CN108619921B (zh) 离子液体改性氧化石墨烯/聚合物复合膜及其制备与应用
CN107159133A (zh) 一种磁性共价有机框架材料及其制备方法和应用
CN107353719B (zh) 含改性氧化石墨烯的环保型建筑水性涂料及其制备方法
CN109235044A (zh) 一种负载zif-8的聚偏氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法和应用
CN109929141A (zh) 一种聚乙烯亚胺改性的氧化石墨烯及其环氧纳米复合材料
CN109400903A (zh) 一种笼型聚倍半硅氧烷/金属-2-氨基对苯二甲酸有机框架杂化材料及其制备方法
CN108905975A (zh) 镍掺杂金属有机骨架材料及其制备方法
CN114989447B (zh) 一种水稳定的混价mof材料及其制备方法和在光催化水分解中的应用
CN108970584A (zh) 一种去除放射性阴离子污染物的正离子共价有机纳米片的制备方法
CN105435734B (zh) 一种组合式气体净化装置
CN113318788A (zh) 一种Cu-NH2-MIL-125/TpPa-2复合材料的制备及光解水制氢
CN113385165A (zh) 一种三氧化二钇复合金属氧化物催化剂及其制备方法与应用
CN104959116A (zh) 一种MOFs@纸浆纤维复合材料及其成型制备方法
CN107159138A (zh) 一种MOFs@PFs复合材料及其制备方法与MIL‑100(Fe)@PFs复合材料
CN110882678A (zh) 一种改性废弃疏水纤维吸油材料制备方法
CN113045767B (zh) 一种结构稳定的氮杂环分子改性UiO-66-NH2材料及其制备方法
CN110180503A (zh) 一种高去除率空气过滤材料的制备方法
CN108514886A (zh) 一种用于光热协同催化甲苯降解的银基催化剂
CN104399527A (zh) 凹凸棒粘土/聚合离子液体复合催化剂的制备方法
CN104592255B (zh) 一种修复铜基-金属有机骨架多孔材料的方法
CN103611510A (zh) 一种基于mil-101吸附剂的无纺布微固相萃取袋的制备方法
Zhao et al. Preparation of amino-modified PAN fibers with triethylenetetramine as aminating reagents and their application in adsorption
CN114456337B (zh) 一种应用于高温、低浓度条件下放射性碘吸附的离子型多孔有机笼材料制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170915

RJ01 Rejection of invention patent application after publication