CN112048075B - 一种光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF、其制备方法、光致变色印花浆及应用 - Google Patents
一种光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF、其制备方法、光致变色印花浆及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112048075B CN112048075B CN202010870414.5A CN202010870414A CN112048075B CN 112048075 B CN112048075 B CN 112048075B CN 202010870414 A CN202010870414 A CN 202010870414A CN 112048075 B CN112048075 B CN 112048075B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photochromic
- printing
- mof
- naphthalimide
- ndi
- 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.)
- Active
Links
- 239000013196 cadmium-based metal-organic framework Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000007639 printing Methods 0.000 title claims abstract description 38
- XJHABGPPCLHLLV-UHFFFAOYSA-N benzo[de]isoquinoline-1,3-dione Chemical compound C1=CC(C(=O)NC2=O)=C3C2=CC=CC3=C1 XJHABGPPCLHLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 7
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 20
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 claims description 12
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 9
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 8
- 150000001661 cadmium Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 7
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 4
- 229910000011 cadmium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- QOYRNHQSZSCVOW-UHFFFAOYSA-N cadmium nitrate tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Cd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QOYRNHQSZSCVOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AGHQMAQBLOTWPQ-UHFFFAOYSA-H cadmium sulfate hydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.[Cd+2].[Cd+2].[Cd+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O AGHQMAQBLOTWPQ-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- GKDXQAKPHKQZSC-UHFFFAOYSA-L cadmium(2+);carbonate Chemical compound [Cd+2].[O-]C([O-])=O GKDXQAKPHKQZSC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- OISMQLUZKQIKII-UHFFFAOYSA-L dichlorocadmium;hydrate Chemical compound O.[Cl-].[Cl-].[Cd+2] OISMQLUZKQIKII-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract description 30
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 23
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 abstract description 18
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 17
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 16
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 12
- 239000013080 microcrystalline material Substances 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 description 5
- 238000010017 direct printing Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 4
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 3
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 3
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 3
- CCJAYIGMMRQRAO-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[(2-hydroxyphenyl)methylideneamino]butyliminomethyl]phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1C=NCCCCN=CC1=CC=CC=C1O CCJAYIGMMRQRAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- SDXAWLJRERMRKF-UHFFFAOYSA-N 3,5-dimethyl-1h-pyrazole Chemical group CC=1C=C(C)NN=1 SDXAWLJRERMRKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013140 multifunctional metal-organic framework Substances 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004467 single crystal X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
- C08G83/008—Supramolecular polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K9/00—Tenebrescent materials, i.e. materials for which the range of wavelengths for energy absorption is changed as a result of excitation by some form of energy
- C09K9/02—Organic tenebrescent materials
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
- D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
- D06P1/44—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders
- D06P1/52—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders using compositions containing synthetic macromolecular substances
- D06P1/5264—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions involving only unsaturated carbon-to-carbon bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/14—Macromolecular compounds
- C09K2211/1441—Heterocyclic
- C09K2211/1466—Heterocyclic containing nitrogen as the only heteroatom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/18—Metal complexes
- C09K2211/188—Metal complexes of other metals not provided for in one of the previous groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Coloring (AREA)
Abstract
本发明公开了一种光致变色萘酰亚胺基Cd‑MOF、其制备方法、光致变色印花浆及应用，属于功能性光敏织物领域，所述光致变色萘酰亚胺基Cd‑MOF分子式为Cd(BDC)(H2NDI)·4H2O；其中，H2NDI为2,7‑(3,5‑二甲基‑1H‑吡唑)‑1,4,5,8‑萘四甲酸二酰亚胺，H2BDC为对苯二甲酸。本发明制备方法简单易行，便于操作，且整个过程中无有毒气体产生，绿色、环保，符合可持续发展的理念，同时对设备无特殊要求，可进行规模性生产，具有良好且广阔的发展前景。创新性地将光致变色MOFs材料与传统纺织品相结合，不仅保证整理前后织物特性的保持，同时可以秉承MOFs在结构调控上的优势，利用光致变色结构基元的变化来调控光敏织物的光致变色行为及颜色变化。
Description
技术领域
本发明属于纺织染料技术领域，具体涉及到一种光致变色萘酰亚胺基 Cd-MOF、其制备方法、光致变色印花浆及应用。
背景技术
随着国内越来越多的消费者对服装高品质和个性化的追求以及对功能纺织品要求的提高，研发更多的应用于织物的新型光敏变色材料会有广泛的市场应用前景和很好的商业前途。
根据与纺织品结合的光致变色基团的种类可将其分为两种：有机光致变色材料和无机光致变色材料。有机光致变色材料具有变色灵敏、色泽鲜艳的特点，但织物容易氧化劣变、耐疲劳性差，同时价格也较高。而且会导致许多与染色过程相关的问题，例如染料降解，由于染料吸收低和染料向纤维的扩散减少，染料与纤维基质之间的相互作用受限，抑制光致变色的产生，限制了光致变色织物的应用推广。而无机光致变色材料虽然不易受环境影响，耐光性、耐疲劳性也较好，但无机光致变色单元与织物之间缺乏作用位点，导致变色单元与织物之间结合困难。常用印花技术或微胶囊化工艺将无机光致变色单元加工成颜料，尽管这种方法倾向于增加光致变色化合物的稳定性，但通常会赋予织物一定的粗糙度和刚度，从而损害使用者的舒适度。
因此，迫切需要制备一类兼具有机、无机光致变色材料的光敏智能纺织品：既保证变色灵敏、色泽鲜艳的变色特性，也在不改变织物基体特性的同时与基体保持很好的作用关系。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF、其制备方法、光致变色印花浆及应用。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF，其分子式为Cd(BDC)(H2NDI)·4H2O；
其中，H2NDI为2,7-(3,5-二甲基-1H-吡唑)-1,4,5,8-萘四甲酸二酰亚胺， H2BDC为对苯二甲酸。
作为本发明所述光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF的一种优选方案，其中：具有五重穿插的三维多孔结构，其晶胞参数为
α＝110.328(3)°，β＝100.145(3)°，γ＝108.530(4)°，
本发明还公开了一种如上述所述的光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF的制备方法，包括，
将镉盐、H2NDI、H2BDC溶解于混合有机溶剂中；
加热反应、固液分离，即得光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF。
作为本发明所述光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF的制备方法的一种优选方案，其中：所述镉盐包括四水合硝酸镉、水合硫酸镉、水合氯化镉及碳酸镉中的一种或几种。
作为本发明所述光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF的制备方法的一种优选方案，其中：所述镉盐、所述H2NDI、所述H2BDC的摩尔比为1:1:1。
作为本发明所述光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF的制备方法的一种优选方案，其中：所述混合有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的混合溶剂， N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的体积百分比为2:8。
作为本发明所述光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF的制备方法的一种优选方案，其中：所述加热反应，温度为120℃，反应时间为48h。
本发明还公开了一种光致变色印花浆，按质量份数计，包括1份的印花染料、3份的粘合剂、0.2份的增稠剂以及5.8份的去离子水；
其中，所述印花染料为如上述所述的光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF。
作为本发明所述光致变色印花浆的一种优选方案，其中：所述粘合剂包括自交联网印粘合剂SP、n-羟甲基丙烯酰胺和醋酸乙烯酯中的一种或几种，所述增稠剂包括增稠剂ST、海藻酸钠、A邦浆中的一种或几种。
本发明还公开了一种如上述所述的光致变色印花浆在织物印花工艺中的应用，所述织物印花工艺包括如下步骤：印花—烘干—热定型；所述烘干，温度为80℃；所述热定型采用焙烘，焙烘温度为150℃，焙烘时间为3min。
本发明有益效果：
本发明中，该制备方法简单易行，便于操作，且整个过程中无有毒气体产生，绿色、环保，符合可持续发展的理念，同时对设备无特殊要求，可进行规模性生产，具有良好且广阔的发展前景。创新性地将光致变色MOFs材料与传统纺织品相结合，不仅保证整理前后织物特性的保持，同时可以秉承MOFs在结构调控上的优势，利用光致变色结构基元的变化来调控光敏织物的光致变色行为及颜色变化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明中光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF的晶体结构图；
图2为本发明中Cd-MOF的模拟及变色前后的粉末衍射图。
图3为本发明中光敏织物光照前后的颜色变化图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
金属有机框架材料(MOFs)是由无机金属离子或簇(作为节点)和有机配体(作为连接体)，通过配位键自组装形成的具有周期性网络结构的晶态微孔聚合物。近年来，多功能MOFs晶体或薄膜材料在气体吸附与分离、光致变色和电致变色、阻抗、催化、存储器开关等的应用引起了极大的科学兴趣。然而，对光致变色MOFs的研究主要集中于MOFs结构与性能的关系研究，结果表明可以通过改变金属中心和有机连接物来实现光性能和电性能的调控，从而可以利用光和氧化还原反应来实现阵列状态之间的可逆转换。考虑到MOFs是一类有机-无机杂化材料，光致变色单元作为MOFs结构的一部分，用MOFs 构筑光敏织物材料，会秉承MOFs在结构调控和性能调节方面的巨大优势。通过MOFs结构设计、调控MOFs与织物间的功能作用，保证整理前后织物特性的保持，同时利用MOFs结构调节光致变色行为的响应速率及颜色变化。
实施例1
(1)将0.1mmol的Cd(NO3)2·4H2O、0.1mmol的H2NDI和0.1mmol的 H2BDC超声溶解于混合有机溶剂中，混合有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的混合溶剂，N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的体积百分比为2:8；
(2)将上述溶液置于120℃的烘箱中进行溶剂热法反应48h得到黄色块状晶状材料，然后固液分离得到光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF。
图1为本实施例1中光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF的晶体结构图，单晶X 射线晶体结构分析可以看出：Cd-MOF属于三斜空间群P-1，Cd-MOF的不对称单元是由一个Cd(II)离子、一个H2NDI配体、还有一个BDC2-组成。在H2NDI 配体中，3,5-二甲基吡唑基团中只有2个氮原子以单齿配位模式连接中心Cd(II) 离子，如图1a所示。Cd(II)2+为六配位模式：分别配位来自2个BDC2-的4个羧酸O原子和来自2个H2NDI的2个吡唑N原子，呈现出扭曲的正四面体的配位几何，如图1a和图1b。Cd-O键长范围从
Cd-N键长为2.254 和
Cd(COO)2N2簇节点通过H2NDI和BDC2-连接器在三维空间相互连接形成三维菱形(dia)框架，如图1b和图1c。其晶胞参数为
α＝110.328(3)°，β＝100.145(3)°，γ＝108.530(4)°，
需要说明的是，Cd2+离子由BDC2-配体桥接形成一维无限Z字形链 {Cd(COO)}n，并进一步通过H2NDI配体桥联形成稳定的三维刚性框架。 Cd-MOF的单层框架包含约38.49×20.40A2的菱形通道，如图1c，该一维孔道足够大，可以与另外四个相同直径的网络结构相互穿插，从而形成五重穿插的网络框架，如图1d。
利用Mercury V1.4软件和单晶解析的结果模拟出光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF的粉末数据，再将现合成的样品研磨后压片通过粉末测试仪器测试。通过模拟和实验的粉末衍射图谱(XRD)的对比来检测样品的纯度及均匀性。如图2所示，Cd-MOF合成后的X射线粉末图谱与单晶数据模拟的衍射峰完全匹配，表明该化合物具有良好的纯度和均匀性，合成晶体为纯相。同时，变色前后的衍射峰基本未发生变化，说明该材料在变色前后保持很好的结构稳定性。
实施例2
(1)将0.1mmol的CdSO4·8/3H2O、0.1mmol的H2NDI和0.1mmol的 H2BDC超声溶解于混合有机溶剂中，混合有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的混合溶剂，N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的体积百分比为2:8；
(2)将上述溶液置于120℃的烘箱中进行溶剂热法反应48h得到黄色微晶材料，然后固液分离得到光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF。
微晶材料由于样品较小，难以通过仪器测试其具体结构，故通过粉末X射线衍射测试直接测试其粉末衍射图(XRD)，并与配体、金属盐的XRD图谱进行对比，发现该微晶材料的XRD图谱与其配体及金属盐的不相复合，但具有已经晶性且结构有序。
实施例3
(1)将0.1mmol的CdCl2·5/2H2O、0.1mmol的H2NDI和0.1mmol的 H2BDC超声溶解于混合有机溶剂中，混合有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的混合溶剂，N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的体积百分比为2:8；
(2)将上述溶液置于120℃的烘箱中进行溶剂热法反应48h得到黄色粉末材料，然后固液分离得到光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF。
粉末材料由于样品颗粒较小，难以通过仪器测试其具体结构，故通过粉末 X射线衍射测试直接测试其粉末衍射图(XRD)，并与配体、金属盐及块状晶体的XRD图谱进行对比，发现该粉末材料与配体的XRD图谱基本一致，表明金属离子与有机配体未发生配位反应。
实施例4
(1)将0.1mmol的CdCO3、0.1mmol的H2NDI和0.1mmol的H2BDC超声溶解于混合有机溶剂中，混合有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的混合溶剂，N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的体积百分比为2:8；
(2)将上述溶液置于120℃的烘箱中进行溶剂热法反应48h得到黄色粉末材料，然后固液分离得到光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF。
粉末材料由于样品较小，难以通过仪器测试其具体结构，故通过粉末X射线衍射测试直接测试其粉末衍射图(XRD)，并与配体、金属盐及块状晶体的 XRD图谱进行对比，发现该材料与配体的XRD相类似，表明金属离子与有机配体未发生配位反应。
实施例5
(1)将0.1mmol的Cd(NO3)2·4H2O及CdSO4·8/3H2O混合物、0.1mmol 的H2NDI和0.1mmol的H2BDC超声溶解于混合有机溶剂中，混合有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的混合溶剂，N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的体积百分比为2:8；
(2)将上述溶液置于120℃的烘箱中进行溶剂热法反应48h得到黄色块晶及微晶材料，然后固液分离得到光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF。
微晶材料由于样品较小，难以通过仪器测试其具体结构，故通过粉末X射线衍射测试直接测试其粉末衍射图(XRD)，并与配体、金属盐及块状晶体的 XRD图谱进行对比，发现该微晶材料与块状晶体材料的结构一致。
实施例6
(1)将实施例1制备的光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF研磨成颗粒均匀的光致变色的印花染料，称量1g的上述光致变色印花染料，并加入3g的自交联网印粘合剂SP、0.2g的增稠剂ST，及适量的去离子水，混合搅拌均匀；
(2)采用使用最为广泛的直接印花法，基本步骤为：印花-烘干-热定型。烘干温度控制在80℃左右。热定型可以通过焙烘来实现，焙烘温度一般控制在150℃，焙烘时间在3分钟左右；
参照GB3920-2008标准，使用摩擦牢度测试仪，分别测定干湿摩擦，根据GB251-2008评定沾色用灰色样卡评定试样的干湿摩擦牢度级别。
测试印花织物在变色前后的摩擦牢度，发现变色前织物的干摩擦牢度为5 级，湿摩擦牢度为4级；变色后干摩擦牢度为5级，湿摩擦牢度为3级。
实施例7
(1)将实施例1制备的光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF研磨成颗粒均匀的光致变色的印花染料，称量1g的上述光致变色印花染料，并加入3g的自交联网印粘合剂SP、0.2g的海藻酸钠，及适量的去离子水，混合搅拌均匀；
(2)采用使用最为广泛的直接印花法，基本步骤为：印花-烘干-热定型。烘干温度控制在80℃左右。热定型可以通过焙烘来实现，焙烘温度一般控制在150℃，焙烘时间在3分钟左右；
参照GB3920-2008标准，使用摩擦牢度测试仪，分别测定干湿摩擦，根据GB251-2008评定沾色用灰色样卡评定试样的干湿摩擦牢度级别。
测试印花织物在变色前后的摩擦牢度，发现变色前织物的干摩擦牢度为4 级，湿摩擦牢度为3级；变色后干摩擦牢度为4级，湿摩擦牢度为3级。
实施例8
(1)将实施例1制备的光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF研磨成颗粒均匀的光致变色的印花染料，称量1g的上述光致变色印花染料，并加入3g的n-羟甲基丙烯酰胺、0.2g的海藻酸钠，及适量的去离子水，混合搅拌均匀；
(2)采用使用最为广泛的直接印花法，基本步骤为：印花-烘干-热定型。烘干温度控制在80℃左右。热定型可以通过焙烘来实现，焙烘温度一般控制在150℃，焙烘时间在3分钟左右；
参照GB3920-2008标准，使用摩擦牢度测试仪，分别测定干湿摩擦，根据GB251-2008评定沾色用灰色样卡评定试样的干湿摩擦牢度级别。
测试印花织物在变色前后的摩擦牢度，发现变色前织物的干摩擦牢度为5 级，湿摩擦牢度为3级；变色后干摩擦牢度为4级，湿摩擦牢度为3级。
实施例9
(1)将实施例1制备的光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF研磨成颗粒均匀的光致变色的印花染料，称量1g的上述光致变色印花染料，并加入3g的醋酸乙烯酯、0.2g的A邦浆，及适量的去离子水，混合搅拌均匀；
(2)采用使用最为广泛的直接印花法，基本步骤为：印花-烘干-热定型。烘干温度控制在80℃左右。热定型可以通过焙烘来实现，焙烘温度一般控制在150℃，焙烘时间在3分钟左右；
参照GB3920-2008标准，使用摩擦牢度测试仪，分别测定干湿摩擦，根据GB251-2008评定沾色用灰色样卡评定试样的干湿摩擦牢度级别。
测试印花织物在变色前后的摩擦牢度，发现变色前织物的干摩擦牢度为4 级，湿摩擦牢度为3级；变色后干摩擦牢度为3级，湿摩擦牢度为2级。
本发明主要是基于具有光致变色基团的有机配体2,7-(3,5-二甲基-1H-吡唑)-1,4,5,8-萘四甲酸二酰亚胺H2NDI，与对苯二甲酸H2BDC、镉盐在溶剂热条件下构筑分子式为Cd(BDC)(H2NDI)·4H2O的金属配合物Cd-MOF。该 Cd-MOF的最简不对称单元是由一个Cd(II)离子、一个H2NDI配体、还有一个 BDC2-组成。其中Cd2+离子由BDC2-配体桥接形成一维无限Z字形链 {Cd(COO)}n，并进一步通过H2NDI配体桥联形成稳定的三维刚性框架。晶状 Cd-MOF在紫外光下表现出可逆的颜色变化，并以此为固体光致变色染料，结合增稠剂及粘合剂作为织物涂层整理到棉织物上。所得光敏织物表现出很好的光致变色性能且织物本身具有较好的干湿摩擦牢度。
本发明制备方法简单易行，便于操作，且整个过程中无有毒气体产生，绿色、环保，符合可持续发展的理念，同时对设备无特殊要求，可进行规模性生产，具有良好且广阔的发展前景。创新性地将光致变色MOFs材料与传统纺织品相结合，不仅保证整理前后织物特性的保持，同时可以秉承MOFs在结构调控上的优势，利用光致变色结构基元的变化来调控光敏织物的光致变色行为及颜色变化。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种光致变色印花浆，其特征在于：按质量份数计，包括1份的印花染料、3份的粘合剂、0.2份的增稠剂以及5.8份的去离子水；
其中，所述印花染料为光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF，其分子式为Cd(BDC)(H2NDI)·4H2O；
其中，H2NDI为2,7-（3,5-二甲基-1H-吡唑）-1,4,5,8-萘四甲酸二酰亚胺，H2BDC为对苯二甲酸；
所述光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF具有五重穿插的三维多孔结构，其晶胞参数为a=10.9477(5) Å，b=12.6996(5) Å，c=12.7984(4) Å，α=110.328(3)o，β=100.145(3)o，γ=108.530(4)o， V=1497.63(10) Å3；
所述粘合剂为自交联网印粘合剂SP；所述增稠剂为增稠剂ST。
2.根据权利要求1所述的光致变色印花浆，其特征在于：所述光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF的制备方法包括，
将镉盐、H2NDI、H2BDC溶解于混合有机溶剂中；
加热反应、固液分离，即得光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF。
3.根据权利要求2所述的光致变色印花浆，其特征在于：所述镉盐包括四水合硝酸镉、水合硫酸镉、水合氯化镉及碳酸镉中的一种或几种。
4.根据权利要求2或3所述的光致变色印花浆，其特征在于：所述镉盐、所述H2NDI、所述H2BDC的摩尔比为1:1:1。
5.根据权利要求2所述的光致变色印花浆，其特征在于：所述混合有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的混合溶剂，N,N-二甲基甲酰胺与去离子水的体积百分比为2:8。
6.根据权利要求2、3、5任一所述的光致变色印花浆，其特征在于：所述加热反应，温度为120℃，反应时间为48h。
7.一种如权利要求1所述的光致变色印花浆在织物印花工艺中的应用，其特征在于：包括如下步骤：印花—烘干—热定型；所述烘干，温度为80 ℃；所述热定型采用焙烘，焙烘温度为150 ℃，焙烘时间为3min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010870414.5A CN112048075B (zh) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 一种光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF、其制备方法、光致变色印花浆及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010870414.5A CN112048075B (zh) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 一种光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF、其制备方法、光致变色印花浆及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112048075A CN112048075A (zh) | 2020-12-08 |
| CN112048075B true CN112048075B (zh) | 2022-11-08 |
Family
ID=73599918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010870414.5A Active CN112048075B (zh) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 一种光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF、其制备方法、光致变色印花浆及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112048075B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113308894B (zh) * | 2021-06-07 | 2022-04-15 | 武汉纺织大学 | 酸致变色智能纺织品及其制备方法 |
| CN113845666B (zh) * | 2021-10-18 | 2023-02-24 | 郑州轻工业大学 | 基于萘酰亚胺的金属有机框架的多孔材料、制备方法和应用 |
| CN114314584B (zh) * | 2021-12-21 | 2023-12-12 | 盐城工学院 | 一种性能可重复型孔道多极化纳米碳材料的制备方法和应用 |
| CN115449083B (zh) * | 2022-08-23 | 2023-07-04 | 南开大学 | 一种具有高循环性能的可擦除无墨印刷材料及其制备方法与用途 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102605641A (zh) * | 2012-02-20 | 2012-07-25 | 北京铜牛集团有限公司 | 一种清洁消色雕印印花工艺 |
| CN109248470A (zh) * | 2017-07-13 | 2019-01-22 | 广州崃克保化工有限公司 | 一种环保型水性消泡剂 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10219993A1 (de) * | 2002-05-03 | 2003-11-20 | Basf Ag | Verfahren zum Aufhellen von textilen Materialien |
| CN100482886C (zh) * | 2007-04-29 | 2009-04-29 | 浙江理工大学 | 光致变色印花涂层织物的制备工艺 |
| WO2017025976A1 (en) * | 2015-08-11 | 2017-02-16 | Council Of Scientific & Industrial Research | Photochromic metal organic frameworks for inkless and erasable printing |
| CN110270314B (zh) * | 2019-06-28 | 2022-07-19 | 盐城工学院 | 一种有效分离烟道气中CO2的萘酰亚胺基Zn-MOF的制备方法 |
-
2020
- 2020-08-26 CN CN202010870414.5A patent/CN112048075B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102605641A (zh) * | 2012-02-20 | 2012-07-25 | 北京铜牛集团有限公司 | 一种清洁消色雕印印花工艺 |
| CN109248470A (zh) * | 2017-07-13 | 2019-01-22 | 广州崃克保化工有限公司 | 一种环保型水性消泡剂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112048075A (zh) | 2020-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112048075B (zh) | 一种光致变色萘酰亚胺基Cd-MOF、其制备方法、光致变色印花浆及应用 | |
| CN105732728B (zh) | 金属有机骨架配合物纳米片、制备方法及其用途 | |
| CN109320731B (zh) | 镉-有机配位聚合物Cd5-MOF、其制备方法及应用 | |
| CN109776813B (zh) | 一种红色荧光的锌有机超分子、其制备方法及应用 | |
| CN107501088A (zh) | 一种铜基金属有机框架材料的制备及其应用 | |
| CN114656648B (zh) | 一种金属有机框架材料和金属有机框架复合材料的快速制备方法 | |
| CN107299526B (zh) | 一种光致变色织物的制备方法 | |
| CN108285168A (zh) | 颗粒均匀的六边形片状碳酸铈粒子及其制备方法 | |
| CN108947813A (zh) | 一步溶剂热法制备二维mof材料的工艺 | |
| CN110760878A (zh) | 一种电化学合成NH2-MIL-88（Fe）的方法 | |
| CN107653458A (zh) | 一种高比表面磷修饰Co3O4复合物的制备方法 | |
| CN107098374B (zh) | 均匀分散的块状形貌碳酸铈晶体及其制备方法 | |
| CN110551291B (zh) | 多孔互穿的锌-有机超分子聚合物及其制备方法与应用 | |
| CN108914207A (zh) | 一种金属有机骨架晶体功能材料及其制备方法和应用 | |
| CN109786134A (zh) | 一种超级电容器的制备方法 | |
| CN101503376A (zh) | 含氟端基手性碳的偶氮苯光致变色化合物及其合成方法 | |
| CN112876689B (zh) | 一种金属-有机框架材料及其制备方法与应用 | |
| CN106044861B (zh) | 一种三维支化二氧化锰纳米材料的制备方法 | |
| CN109715737A (zh) | 用于芳纶纤维的碱性染料混合物 | |
| CN108727608B (zh) | 一种锌金属有机配合物及其制备方法 | |
| CN116082651B (zh) | 一种用于时间依赖加密和无墨可擦除印刷的铜碘簇基金属有机框架材料 | |
| CN109833851A (zh) | 一种用酒糟制备的纳米纤维吸附膜及其制备方法和应用 | |
| CN104437387A (zh) | 高co2/ch4分离性能的金属-有机骨架结构膜材料及其制备方法 | |
| CN108187750A (zh) | 一种基于负电性配体的钌水氧化催化剂及其制备方法 | |
| CN109535206A (zh) | 一种基于苯二乙酸和2-甲基咪唑基配体的镍配合物及其制备方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240529 Address after: 230000 b-1018, Woye Garden commercial office building, 81 Ganquan Road, Shushan District, Hefei City, Anhui Province Patentee after: HEFEI WISDOM DRAGON MACHINERY DESIGN Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 224051 No. 1 hope road middle road, Ting Hu District, Yancheng City, Jiangsu Patentee before: YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240611 Address after: 528000 Factory Building A2, No. 576 Industrial Avenue, Genghe Town, Gaoming District, Foshan City, Guangdong Province (Residence Declaration) Patentee after: Foshan Batu New Materials Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 230000 b-1018, Woye Garden commercial office building, 81 Ganquan Road, Shushan District, Hefei City, Anhui Province Patentee before: HEFEI WISDOM DRAGON MACHINERY DESIGN Co.,Ltd. Country or region before: China |