CN112876972A - 一种MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明一种MoS2/ZIF‑8改性的水性聚氨酯复合乳液及制备方法和应用,所述方法先将四水合钼酸铵和硫脲在去离子水中水热反应,之后将产物分离后干燥得到MoS2纳米粒子,再将MoS2纳米粒子和聚乙烯吡咯烷酮分散在去离子水中,之后加入Zn(NO3)2溶液和2‑甲基咪唑溶液得到混合体系,将混合体系搅拌10~12h得到反应液,将反应液中的产物分离后干燥得到MoS2/ZIF‑8纳米粒子,将MoS2/ZIF‑8纳米粒子分散在去离子水中,将得到的悬浊液与水性聚氨酯乳液混合均匀,MoS2/ZIF‑8纳米粒子的质量为水性聚氨酯乳液固含量的0.2%~0.5%,得到MoS2/ZIF‑8改性的水性聚氨酯复合乳液。
Description
技术领域
本发明涉及涂层材料技术领域,具体为一种MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液及制备方法和应用。
背景技术
水性聚氨酯不仅具有传统聚氨酯高光泽、高耐磨、高弹性、耐水、耐候等性能,同时其以水为介质,无毒、无污染、不燃,在很大程度上代替了溶剂型聚氨酯,是一种有巨大前景的绿色材料。
但是水性聚氨酯形成的薄膜本身致密的结构不利于水汽的扩散,同时容易滋生细菌。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液及制备方法和应用,操作简单,价廉,得到的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液形成的薄膜具有良好的透水汽性、抗菌性和优异的机械性能。
本发明是通过以下技术方案来实现:
一种MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液的制备方法,包括如下步骤:
步骤1,按(1~1.36):(2.66~6)的质量比,先将四水合钼酸铵和硫脲在去离子水中进行水热反应,之后将产物分离后干燥得到MoS2纳米粒子;
步骤2,先将MoS2纳米粒子和聚乙烯吡咯烷酮按(100~120):(20~36)的质量比分散在去离子水中,之后加入Zn(NO3)2溶液和2-甲基咪唑溶液得到混合体系,将混合体系搅拌10~12h,Zn(NO3)2、2-甲基咪唑和MoS2纳米粒子的质量比为(80~120):(220~300):(100~120),得到反应液,将反应液中的产物分离后干燥得到MoS2/ZIF-8纳米粒子;
步骤3,将MoS2/ZIF-8纳米粒子分散在去离子水中,得到悬浊液,将悬浊液与水性聚氨酯乳液混合均匀,MoS2/ZIF-8纳米粒子的质量为水性聚氨酯乳液固含量的0.2%~0.5%,得到MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液。
优选的,步骤1中硫脲与去离子水的比例为(2.66~6)g:(35~60)mL,四水合钼酸铵和硫脲在去离子水中以200~240℃进行水热反应。
进一步,四水合钼酸铵和硫脲在所述温度下反应10~12h。
优选的,步骤2中MoS2纳米粒子和去离子水的比例为10mg:(35~50)mL。
优选的,步骤2先将MoS2纳米粒子分散在去离子水中,之后在冰浴条件下粉碎,将粉碎所得液进行超声,然后加入聚乙烯吡咯烷酮进行超声处理,再加入Zn(NO3)2溶液搅拌,最后加入2-甲基咪唑溶液得到混合体系。
优选的,步骤3中MoS2/ZIF-8纳米粒子和去离子水的质量比为1:(50~100)。
优选的,步骤3中所述的水性聚氨酯乳液按如下方式得到:
将聚己内酯1000和2,2-二羟甲基丁酸在60℃下搅拌,之后加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡,得到混合体系,将混合体系在80℃下反应3h,得到反应液A,将反应液A降至60℃后加入1,4-丁二醇继续反应30min,得到反应液B,在反应液B中加入三乙胺反应30min,得到反应液C,在反应液C中加入去离子水后乳化1h,得到水性聚氨酯乳液,
其中聚己内酯1000、2,2-二羟甲基丁酸、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、1,4-丁二醇、三乙胺和去离子的质量比为1.94:1.91:2.23:0.004:0.28:0.43:16。
优选的,步骤3中将悬浊液与水性聚氨酯乳液在70~80℃下,以270~320rpm的速率搅拌3~4h,得到MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液。
一种由上述任意一项所述的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液的制备方法得到的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液。
MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液在抑菌大肠杆菌和金黄色葡萄球菌中的应用。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明一种MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液的制备方法,先通过自上而下法合成MoS2纳米粒子,再以Zn(NO3)2和2-甲基咪唑作为原料通过原位法合成ZIF-8,在溶液状态下进行搅拌,从而利用ZIF-8包覆MoS2纳米粒子,以制备出MoS2/ZIF-8纳米颗粒。由于ZIF-8和MoS2纳米粒子的包覆结构使混合相的MoS2可接触的位点增加,更利于载流子的转移,进一步增加光催化活性,具有优异的抗菌性能。而MoS2/ZIF-8纳米颗粒由于与水性聚氨酯形成了有机-无机界面,更利于其机械性能的提升,同时纳米粒子本身以及纳米粒子与水性聚氨酯间具有的自由体积促进了水汽的通过,最终使MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液形成的薄膜具有良好的透水汽性、抗菌性和优异的机械性能。
附图说明
图1为本发明实施例1所制备的MoS2纳米材料的透射电子显微镜图。
图2为本发明实施例1所制备的ZIF-8/MoS2纳米材料的透射电子显微镜图。
图3为本发明实施例1~2和对比例1~2所制备的不同含量的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合薄膜的机械性能图。
图4为本发明实施例1~2和对比例1~2所制备的不同含量的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合薄膜的透水汽性能图。
图5为生理盐水对大肠杆菌的抗菌性能图。
图6为本发明实施例1所制备的ZIF-8/MoS2纳米材料对大肠杆菌的抗菌性能图。
图7为生理盐水对金黄色葡萄球菌的抗菌性能图。
图8为本发明实施例1所制备的ZIF-8/MoS2纳米材料对金黄色葡萄球菌的抗菌性能图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液及其制备方法和应用,首先制备了一种MoS2纳米粒子,并利用ZIF-8进行包覆制备MoS2/ZIF-8纳米粒子,然后通过物理共混法将其引入水性聚氨酯乳液中,获得MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液,具体制备方法包括以下步骤。
步骤1,将1~1.36g四水合钼酸铵与2.66~6g硫脲溶于35~60mL去离子水中,超声15~30min使其溶解,转移入高压反应釜中,在200~240℃反应10~12h,用去离子水洗涤得到MoS2;
具体地:
用去离子水冲洗出反应釜内的黑色物质。将其转移到烧杯中超声处理30min,然后再7000rpm下高速离心30min,弃去上清液,向沉淀中加入去离子水并充分超声处理使其重新分散,重复离心洗涤三次,最后在4000rpm下低速离心10min除去大尺寸的产物。最终所得的黑色固态粉末即为MoS2;
步骤2,将100~120mg MoS2与20~36mg聚乙烯吡咯烷酮混合,超声分散在水中,MoS2与去离子水的比例为10mg:(35~50)mL,然后加入80~120mg Zn(NO3)2和220~300mg2-甲基咪唑搅拌,搅拌10~12h,分离产物并干燥,即得到MoS2/ZIF-8纳米粒子;
具体地:
将MoS2纳米粒子分散在去离子水中,在冰浴条件下用超声波细胞粉碎机粉碎30min,将粉碎所得液超声10min,加入聚乙烯吡咯烷酮,超声处理15分钟,再将Zn(NO3)2溶于5mL水中倒入上述溶液中,搅拌10分钟,最后将2-甲基咪唑溶于5mL水中缓慢滴入所得液中,加入磁子并搅拌,取出装瓶,所得液即为MoS2/ZIF-8纳米粒子;
二硫化钼(MoS2)是有效对抗细菌感染的光催化半导体纳米材料的候选物之一。作为二维分层的过渡金属二硫化物,MoS2晶格中的S-Mo-S配位在边缘处能产生不饱和现象,同时具有可调的带隙结构,其间接带隙为1.2~1.8eV。在光照后,价带中的电子会被激发到导带上,产生的电子和空穴分别与氧气和水作用产生大量的超氧自由基和羟基自由基,进而达到杀菌的作用。但是,其窄带隙和比表面积的局限性阻碍了MoS2的催化活性。而合成具有许多活性边缘位点的混合相MoS2可以使该纳米材料的光催化活性最大化。
金属-有机骨架是由金属离子、离子簇中心和含N、O的多齿有机配体自组装形成的三维网状纳米晶体材料。沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)是其中的典型成员,由锌离子和咪唑基连接组成,具有微孔性、高的比表面积、出色的热/化学稳定性。因此,ZIF-8纳米晶体与MoS2纳米片的组合可以大大增加比表面积和光催化反应位点的数目,从而提高整个光催化剂的光催化降解效率。
步骤3,将MoS2/ZIF-8纳米粒子超声分散在去离子水中,MoS2/ZIF-8纳米粒子和去离子水的质量比为1:(50~100),得到悬浊液A,将悬浊液A加入到水性聚氨酯乳液中在70~80℃下,以270~320rpm的速率搅拌3~4h,MoS2/ZIF-8纳米粒子质量为水性聚氨酯乳液固含量的0.2%~0.5%,得到MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液。
步骤3中所述的水性聚氨酯乳液按如下方式得到:在装有聚四氟乙烯搅拌棒,冷凝管的三口烧瓶中加入1.94g聚己内酯1000和1.91g 2,2-二羟甲基丁酸,将温度升至60℃,转速为300rpm搅拌30min。加入2.23g异佛尔酮二异氰酸酯和0.004g催化剂二月桂酸二丁基锡并将温度升至80℃,反应3h。将温度降至60℃,加入0.28g 1,4-丁二醇继续反应30min。最后加入0.43g三乙胺进行中和30min,再加16g去离子水在1000rpm转速下乳化1h,得到水性聚氨酯乳液。
实施例1
步骤1,称取1.36g四水合钼酸铵,2.66g硫脲溶于35mL的去离子水中,超声处理30min使其充分溶解,取30mL所得液放入50mL不锈钢水热高压反应釜中,将高压反应釜放置在烘箱中200℃反应10h,反应完毕之后待其冷却至室温,用去离子水冲洗出反应釜内的黑色物质。将其转移到烧杯中超声处理30min,然后再7000rpm下高速离心30min,弃去上清液,向沉淀中加入去离子水并充分超声处理使其重新分散,重复离心洗涤三次,最后在4000rpm下低速离心10min除去大尺寸的产物。最终所得的黑色固态粉末即为MoS2。
步骤2,将所得的100mg MoS2纳米粒子分散在50mL去离子水中,在冰浴条件下用超声波细胞粉碎机粉碎30min,将粉碎所得液超声10min,加入20mg聚乙烯吡咯烷酮,超声处理15分钟,再将80mg Zn(NO3)2溶于5mL水中倒入上述溶液中,搅拌10分钟。最后将220mg的2-甲基咪唑溶于5mL水中缓慢滴入所得液中,加入磁子并搅拌10h,取出装瓶。将所得液中的产物分离并干燥即为MoS2/ZIF-8纳米粒子。
步骤3,将步骤2得到的12mgMoS2/ZIF-8纳米粒子在1.0mL的去离子水中超声分散30min,得到MoS2/ZIF-8悬浊液,然后将其加入30g水性聚氨酯乳液中,在70℃的温度下,以300rpm的速率搅拌3h使其混合均匀,即得到MoS2/ZIF-8水性聚氨酯复合乳液;
需要说明的是上述水性聚氨酯乳液的固含量为20%,MoS2/ZIF-8为水性聚氨酯丙烯酸酯乳液固含量的0.2%。
实施例2
步骤1,称取1g四水合钼酸铵,6g硫脲溶于60mL的去离子水中,超声处理30min使其充分溶解,取30mL所得液放入50mL不锈钢水热高压反应釜中,将高压反应釜放置在烘箱中240℃反应12h,反应完毕之后待其冷却至室温,用去离子水冲洗出反应釜内的黑色物质。将其转移到烧杯中超声处理30min,然后再7000rpm下高速离心30min,弃去上清液,向沉淀中加入去离子水并充分超声处理使其重新分散,重复离心洗涤三次,最后在4000rpm下低速离心10min除去大尺寸的产物。最终所得的黑色固态粉末即为MoS2。
步骤2,将所得的120mg MoS2纳米粒子分散在35mL去离子水中,在冰浴条件下用超声波细胞粉碎机粉碎30min,将粉碎所得液超声10min,加入36mg聚乙烯吡咯烷酮,超声处理15分钟,再将120mg Zn(NO3)2溶于5mL水中倒入上述溶液中,搅拌10分钟。最后将300mg的2-甲基咪唑溶于5mL水中缓慢滴入所得液中,加入磁子并搅拌12h,取出装瓶。将所得液中的产物分离并干燥即为MoS2/ZIF-8纳米粒子。
步骤3,将步骤2得到的30mgMoS2/ZIF-8纳米粒子在3.0mL的去离子水中超声分散30min,得到MoS2/ZIF-8悬浊液,然后将其加入30g水性聚氨酯乳液中,在80℃的温度下,以300rpm的速率搅拌4h使其混合均匀,即得到MoS2/ZIF-8水性聚氨酯复合乳液;
需要说明的是上述水性聚氨酯乳液的固含量为20%,MoS2/ZIF-8为水性聚氨酯丙烯酸酯乳液固含量的0.5%。
实施例3
步骤1,称取1.2g四水合钼酸铵,4g硫脲溶于50mL的去离子水中,超声处理15min使其充分溶解,取30mL所得液放入50mL不锈钢水热高压反应釜中,将高压反应釜放置在烘箱中220℃反应11h,反应完毕之后待其冷却至室温,用去离子水冲洗出反应釜内的黑色物质。将其转移到烧杯中超声处理30min,然后再7000rpm下高速离心30min,弃去上清液,向沉淀中加入去离子水并充分超声处理使其重新分散,重复离心洗涤三次,最后在4000rpm下低速离心10min除去大尺寸的产物。最终所得的黑色固态粉末即为MoS2。
步骤2,将所得的110mg MoS2纳米粒子分散在40mL去离子水中,在冰浴条件下用超声波细胞粉碎机粉碎30min,将粉碎所得液超声10min,加入30mg聚乙烯吡咯烷酮,超声处理15分钟,再将100mg Zn(NO3)2溶于5mL水中倒入上述溶液中,搅拌10分钟。最后将260mg的2-甲基咪唑溶于5mL水中缓慢滴入所得液中,加入磁子并搅拌11h,取出装瓶。将所得液中的产物分离并干燥即为MoS2/ZIF-8纳米粒子。
步骤3,将步骤2得到的24mgMoS2/ZIF-8纳米粒子在2.0mL的去离子水中超声分散30min,得到MoS2/ZIF-8悬浊液,然后将其加入30g水性聚氨酯乳液中,在75℃的温度下,以270rpm的速率搅拌4h使其混合均匀,即得到MoS2/ZIF-8水性聚氨酯复合乳液;
需要说明的是上述水性聚氨酯乳液的固含量为20%,MoS2/ZIF-8为水性聚氨酯丙烯酸酯乳液固含量的0.4%。
对比例1
步骤1,称取1.36g四水合钼酸铵,2.66g硫脲溶于35mL的去离子水中,超声处理30min使其充分溶解,取30mL所得液放入50mL不锈钢水热高压反应釜中,将高压反应釜放置在烘箱中200℃反应10h,反应完毕之后待其冷却至室温,用去离子水冲洗出反应釜内的黑色物质。将其转移到烧杯中超声处理30min,然后再7000rpm下高速离心30min,弃去上清液,向沉淀中加入去离子水并充分超声处理使其重新分散,重复离心洗涤三次,最后在4000rpm下低速离心10min除去大尺寸的产物。最终所得的黑色固态粉末即为MoS2。
步骤2,将所得的100mg MoS2纳米粒子分散在50mL去离子水中,在在冰浴条件下用超声波细胞粉碎机粉碎30min,将粉碎所得液超声10min,加入20mg聚乙烯吡咯烷酮,超声处理15分钟,再将80mg Zn(NO3)2溶于5mL水中倒入上述溶液中,搅拌10分钟。最后将220mg的2-甲基咪唑溶于5mL水中缓慢滴入所得液中,加入磁子并搅拌10h,取出装瓶。将所得液中的产物分离并干燥即为MoS2/ZIF-8纳米粒子。
步骤3,将步骤2得到的60mgMoS2/ZIF-8纳米粒子在6.0mL的去离子水中超声分散30min,得到MoS2/ZIF-8悬浊液,然后将其加入30g水性聚氨酯乳液中,在70℃的温度下,以300rpm的速率搅拌3h使其混合均匀,即得到MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液;
需要说明的是上述水性聚氨酯乳液的固含量为20%,MoS2/ZIF-8为水性聚氨酯丙烯酸酯乳液固含量的1%。
对比例2
步骤1,称取1g四水合钼酸铵,1g硫脲溶于20mL的去离子水中,超声处理15min使其充分溶解,取30mL所得液放入50mL不锈钢水热高压反应釜中,将高压反应釜放置在烘箱中180℃反应12h,反应完毕之后待其冷却至室温,用去离子水冲洗出反应釜内的黑色物质。将其转移到烧杯中超声处理30min,然后再7000rpm下高速离心30min,弃去上清液,向沉淀中加入去离子水并充分超声处理使其重新分散,重复离心洗涤三次,最后在4000rpm下低速离心10min除去大尺寸的产物。最终所得的黑色固态粉末即为MoS2。
步骤2,将所得的100mg MoS2纳米粒子分散在50mL去离子水中,在冰浴条件下用超声波细胞粉碎机粉碎30min,将粉碎所得液超声10min,加入10mg聚乙烯吡咯烷酮,超声处理15分钟,再将60mg Zn(NO3)2溶于5mL水中倒入上述溶液中,搅拌10分钟。最后将180mg的2-甲基咪唑溶于5mL水中缓慢滴入所得液中,加入磁子并搅拌12h,取出装瓶。将所得液中的产物分离并干燥即为MoS2/ZIF-8纳米粒子。
步骤3,将步骤2得到的48mgMoS2/ZIF-8纳米粒子在6.0mL的去离子水中超声分散30min,得到MoS2/ZIF-8悬浊液,然后将其加入30g水性聚氨酯乳液中,在80℃的温度下,以300rpm的速率搅拌3h使其混合均匀,即得到MoS2/ZIF-8水性聚氨酯复合乳液;
需要说明的是上述水性聚氨酯乳液的固含量为20%,MoS2/ZIF-8为水性聚氨酯丙烯酸酯乳液固含量的0.8%。
为了测试本发明所制备的MoS2/ZIF-8改性水性聚氨酯复合薄膜的性能,对MoS2和MoS2/ZIF-8进行透射电子显微镜表征,对MoS2/ZIF-8改性水性聚氨酯复合乳液形成的薄膜的机械性能、透水汽性能以及复合乳液抗菌性能的测试,结合附图对测试结果分析如下,
从图1和图2可以看出采用本发明制备的MoS2形貌均一,为花状纳米粒子,MoS2/ZIF-8为在MoS2花状纳米粒子表面复合了较多ZIF-8粒子,说明成功制备了MoS2纳米粒子和包覆型MoS2/ZIF-8纳米粒子。
结合图3、图4可以看出本发明的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液形成的薄膜的抗张强度从35.8MPa提高到40.2MPa,断裂伸长率从175.1%提高到213.0%,透水汽性从纯水性聚氨酯复合薄膜的137.2g/m2 24h增加到212.5g/m2 24h。需要说明的是,作为对比例的0.8%和1%,虽然抗张强度和断裂伸长率都有所提高,但是透水汽性与纯水性聚氨酯复合薄膜相比却有所下降,因此通过摸索得到了需要的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液。
结合图5、图6可以看出本发明的MoS2/ZIF-8纳米粒子对大肠杆菌抑菌率为94.3%,结合图7、图8可以看出本发明的MoS2/ZIF-8纳米粒子对金黄色葡萄球菌抑菌率为99.61%,因此可以说明MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液同样具体相同的效果。
本发明的内容不限于实施例所举例的实施方式,本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换,均为本发明的具体实施方式所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,按(1~1.36):(2.66~6)的质量比,先将四水合钼酸铵和硫脲在去离子水中进行水热反应,之后将产物分离后干燥得到MoS2纳米粒子;
步骤2,先将MoS2纳米粒子和聚乙烯吡咯烷酮按(100~120):(20~36)的质量比分散在去离子水中,之后加入Zn(NO3)2溶液和2-甲基咪唑溶液得到混合体系,将混合体系搅拌10~12h,Zn(NO3)2、2-甲基咪唑和MoS2纳米粒子的质量比为(80~120):(220~300):(100~120),得到反应液,将反应液中的产物分离后干燥得到MoS2/ZIF-8纳米粒子;
步骤3,将MoS2/ZIF-8纳米粒子分散在去离子水中,得到悬浊液,将悬浊液与水性聚氨酯乳液混合均匀,MoS2/ZIF-8纳米粒子的质量为水性聚氨酯乳液固含量的0.2%~0.5%,得到MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液。
2.根据权利要求1所述的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液的制备方法,其特征在于,步骤1中硫脲与去离子水的比例为(2.66~6)g:(35~60)mL,四水合钼酸铵和硫脲在去离子水中以200~240℃进行水热反应。
3.根据权利要求2所述的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液的制备方法,其特征在于,四水合钼酸铵和硫脲在所述温度下反应10~12h。
4.根据权利要求1所述的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液的制备方法,其特征在于,步骤2中MoS2纳米粒子和去离子水的比例为10mg:(35~50)mL。
5.根据权利要求1所述的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液的制备方法,其特征在于,步骤2先将MoS2纳米粒子分散在去离子水中,之后在冰浴条件下粉碎,将粉碎所得液进行超声,然后加入聚乙烯吡咯烷酮进行超声处理,再加入Zn(NO3)2溶液搅拌,最后加入2-甲基咪唑溶液得到混合体系。
6.根据权利要求1所述的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液的制备方法,其特征在于,步骤3中MoS2/ZIF-8纳米粒子和去离子水的质量比为1:(50~100)。
7.根据权利要求1所述的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液的制备方法,其特征在于,步骤3中所述的水性聚氨酯乳液按如下方式得到:
将聚己内酯1000和2,2-二羟甲基丁酸在60℃下搅拌,之后加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡,得到混合体系,将混合体系在80℃下反应3h,得到反应液A,将反应液A降至60℃后加入1,4-丁二醇继续反应30min,得到反应液B,在反应液B中加入三乙胺反应30min,得到反应液C,在反应液C中加入去离子水后乳化1h,得到水性聚氨酯乳液,
其中聚己内酯1000、2,2-二羟甲基丁酸、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、1,4-丁二醇、三乙胺和去离子的质量比为1.94:1.91:2.23:0.004:0.28:0.43:16。
8.根据权利要求1所述的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液的制备方法,其特征在于,步骤3中将悬浊液与水性聚氨酯乳液在70~80℃下,以270~320rpm的速率搅拌3~4h,得到MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液。
9.一种由权利要求1~8中任意一项所述的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液的制备方法得到的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液。
10.如权利要求9所述的MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液在抑菌大肠杆菌和金黄色葡萄球菌中的应用。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114452406A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-05-10 | 安徽工程大学 | 一种抑菌材料及其制备方法和应用 |
CN115055209A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-16 | 太原理工大学 | 一种可见光响应的光催化抗菌剂及其制备方法和应用 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110240838A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-09-17 | 徐州天太机械制造有限公司 | 一种用于铸件的耐磨材料 |
CN110591050A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-20 | 陕西科技大学 | 一种氨基功能化的zif-8改性水性聚氨酯复合乳液及其制备方法和应用 |
CN111437884A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-07-24 | 上海应用技术大学 | 一种复合光催化剂及其制备方法 |
CN111760555A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-10-13 | 天津科技大学 | Zif基低温吸附材料的制备方法及应用 |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110240838A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-09-17 | 徐州天太机械制造有限公司 | 一种用于铸件的耐磨材料 |
CN110591050A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-20 | 陕西科技大学 | 一种氨基功能化的zif-8改性水性聚氨酯复合乳液及其制备方法和应用 |
CN111437884A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-07-24 | 上海应用技术大学 | 一种复合光催化剂及其制备方法 |
CN111760555A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-10-13 | 天津科技大学 | Zif基低温吸附材料的制备方法及应用 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李璟等: "pH 和近红外光双响应的包裹二硫化钼纳米片和阿霉素的金属-有机框架ZIF-8 用于肿瘤化学/光热协同治疗", 《激光生物学报》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114452406A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-05-10 | 安徽工程大学 | 一种抑菌材料及其制备方法和应用 |
CN114452406B (zh) * | 2022-03-16 | 2023-05-23 | 安徽工程大学 | 一种抑菌材料及其制备方法和应用 |
CN115055209A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-16 | 太原理工大学 | 一种可见光响应的光催化抗菌剂及其制备方法和应用 |
CN115055209B (zh) * | 2022-06-17 | 2024-03-12 | 太原理工大学 | 一种可见光响应的光催化抗菌剂及其制备方法和应用 |
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Publication number | Publication date |
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