[发明专利]一种负载Cu-MOFs的多功能棉织物的制备方法

说明书

本发明涉及功能纺织品制备技术领域，具体涉及一种负载Cu‑MOFs的多功能棉织物的制备方法，包括以下步骤：步骤一、采用多元羧酸对棉织物进行改性；步骤二、采用层层组装法在室温下将Cu‑MOFs负载到棉织物上，赋予棉织物抗菌、吸附、光催化等多种功能。本发明通过先在棉织物上引入羧基，吸附铜离子，再采用层层组装法，利用铜离子与ZnO纳米粒子结合，形成(Zn、Cu)羟基双盐中间体，提高阴离子交换速率，在室温下快速将Cu‑MOFs负载到棉织物上。本发明具有能耗小，设备简单，操作方便等特点。所制备的负载Cu‑MOFs的多功能棉织物具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及功能纺织品制备技术领域，具体涉及一种负载Cu-MOFs的多功能棉织物的制备方法。

背景技术

金属有机框架材料(MOFs)作为一类由有机配体与无机结构单元(金属离子或金属簇)配位组装形成的新型多孔材料，具有微孔、介孔和大孔结构。在气相吸附与分离、液相吸附与分离、药物释放、光催化及抗菌等领域具有广泛的应用。铜作为人体必需的微量元素之一，虽然其具有良好的生物相容性，但是传统的铜纳米颗粒在抗菌时难以控制金属离子释放速度，对人体正常组织也会造成一定的损伤。Cu-MOFs与铜纳米颗粒相比，则具有高比表面积、可控的离子释放速度与灵活的化学结构等特点，应用潜力更大。

Cu-MOFs常用制备方法为溶剂热法。如专利CN202111084845.X公开了一种铜金属有机框架材料的制备方法，其通过高温条件来促进晶核生长，会消耗大量能源。由于粉末状的Cu-MOFs在应用时存在一些缺点，如气体吸附时需要借助流化床的外部力来克服颗粒间的阻力，防止因颗粒沉积而导致的固体与气体接触面积减小；液体吸附时难以收集粉末颗粒，重复利用率低；催化过程中水稳定性差等问题，研究者们致力于将Cu-MOFs与纤维材料结合起来改善性能，拓宽应用。常用方法主要有原位生长、静电纺丝、自组装等方法。原位生长法是先在纤维上附着前驱体溶液中的金属离子或者有机配体，以此作为成核位点不断生长晶体，诱导在纤维表面生成Cu-MOFs。但是由于成核速度快，最终颗粒粒径普遍较大，难以牢固附着在纤维上，且Cu-MOFs的水稳定性也较差，结构易坍塌，有一定局限性。静电纺丝法即通过将Cu-MOFs与聚合物溶液混合，在强电场中进行喷射纺丝，形成纳米纤维。相对于传统的原位生长法，Cu-MOFs可以更加均匀地分散在纤维上，具有较高的比表面积与孔隙率，但部分Cu-MOFs被疏水性聚合物封装，使用性能受到一些制约。层层组装法是将纤维基材在常温下交替浸入金属离子溶液与配体的溶液，循环多次反应，以提高Cu-MOFs晶体生长的成核位点数量，逐层在纤维表面合成Cu-MOFs。此方法操作简单，生成的颗粒分布均匀，但是工艺耗时较长。

为解决上述问题，本申请有必要提出一种负载Cu-MOFs的多功能棉织物的制备方法。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种负载Cu-MOFs的多功能棉织物的制备方法，通过先在棉织物上引入羧基，吸附铜离子，再采用层层组装法，利用铜离子与ZnO纳米粒子结合，形成(Zn、Cu)羟基双盐中间体，提高阴离子交换速率，在室温下快速将Cu-MOFs负载到应用广泛、成本较低的棉织物上，不仅可以解决粉末状Cu-MOFs易团聚，难回收，重复使用率低等问题，同时能够赋予棉织物抗菌、吸附、光催化等多种功能，且该方法具有能耗小，设备简单，操作方便等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种负载Cu-MOFs的多功能棉织物的制备方法，具体步骤如下：

步骤一、采用多元羧酸对棉织物进行改性：将棉织物在含有4wt％多元羧酸和4wt％次亚磷酸钠的水溶液中浸渍5min后，用轧车进行轧压，二浸二轧；将浸轧后的棉织物在100℃下预烘3min，最后在180℃下焙烘3min得到改性棉织物；