锆基金属有机骨架材料/活性碳纤维复合材料的制备及其降解性能

作     者：刘其霞 张天昊 季涛 葛建龙 单浩如 LIU Qixia;ZHANG Tianhao;JI Tao;GE Jianlong;SHAN Haoru

作者机构：南通大学纺织服装学院江苏南通226019 南通大学安全防护用特种纤维复合材料研发国家地方联合工程研究中心江苏南通226019 

出 版 物：《纺织学报》 (Journal of Textile Research)

年 卷 期：2023年第44卷第9期

页      面：134-143页

核心收录：

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 082101[工学-纺织工程] 

基　　金：国家自然科学基金青年项目(52003126,52003125) 江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX22_3351) 南通市面上项目(MS22022029) 江苏省科技厅基础研究计划(自然科学基金)青年基金项目(BK20200967 BK20200968) 

主　　题：锆基金属有机骨架材料 层层自组装法 2-氯乙基乙基硫醚 活性碳纤维 化学战剂 

摘      要：为改善活性碳材料在芥子气防护过程中存在的吸附易饱和、处置不当易造成二次污染等问题,制备了一种以活性碳纤维(ACF)为基材的新型降解材料。首先利用抽滤法将纳米锆溶胶沉积到ACF表面,随后采用层层自组装法,以ZrCl 4为金属簇、对苯二甲酸为有机配体,在纤维表面原位生长锆基金属有机骨架材料(Zr-MOF),最终制备出一种对芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚(CEES)有较高降解性能的Zr-MOF/ACF复合材料,综合采用扫描电子显微镜、X射线衍射、比表面积及孔结构分析等手段进行表征,并测试了其对CEES的降解性能和力学性能。结果表明:锆溶胶的引入有效提高了Zr-MOF在ACF表面的负载量,从而提升了所得材料对CEES的降解性能,并且力学性能也获得显著提高;综合考虑样品的降解性能、拉伸强度与制备效率,将经锆溶胶处理后进行15次循环处理的样品定为最佳工艺样品,经过24 h反应后,对CEES的降解率为83.08%,断裂强度为0.40 MPa,相比于酸化处理的活性碳纤维毡,复合材料的拉伸强度提升了80.99%。