[发明专利]一种Zr-MOF复合膜防护材料及其制备方法

权利要求书

1.一种Zr-MOF复合膜防护材料，其特征在于，该防护材料由离子交换膜、生物纳米纤维、Zr-MOF复合构成，通过在涂覆了生物纳米纤维的离子交换膜表面原位生长Zr-MOF而形成；

所述离子交换膜由PVDF基体树脂和季铵化氯甲基苯乙烯接枝聚合而成，季铵化氯甲基苯乙烯的剂量为PVDF基体树脂的5wt％～200wt％；

所述的生物纳米纤维为大肠杆菌淀粉蛋白CsgA通过自组装形成的生物纳米纤维，淀粉蛋白CsgA的氨基酸序列为：

2.根据权利要求1所述的一种Zr-MOF复合膜防护材料，其特征在于，所述的离子交换膜的制备步骤如下：

步骤一、将PVDF基体树脂溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，20～60℃搅拌均匀，在保护气中加入氢氧化四甲铵甲醇溶液，搅拌反应1～2小时完成PVDF基体树脂的改性；继续通保护气，加入季铵化氯甲基苯乙烯，搅拌溶解，加入二乙烯基苯和偶氮二异丁腈，60～80℃反应8～24小时，得到离子交换膜膜液；

步骤二、将膜液均匀涂布在干净玻璃板上，置于平板加热器上，30～70℃下干燥2～12小时，得到离子交换膜。

3.根据权利要求2所述的Zr-MOF复合膜防护材料，其特征在于，所述离子交换膜的制备步骤中，PVDF基体树脂溶解在N，N-二甲基甲酰胺中的浓度为40～80g/L；氢氧化四甲铵甲醇溶液浓度为10～25wt％，使用剂量为PVDF基体树脂的1-20wt％；交联剂二乙烯基苯和引发剂偶氮二异丁腈的剂量分别为季铵化氯甲基苯乙烯的10wt％和1wt％。

4.根据权利要求2所述的Zr-MOF复合膜防护材料，其特征在于，所述的保护气为氮气或惰性气体。

5.根据权利要求1所述的一种Zr-MOF复合膜防护材料，其特征在于，所述的Zr-MOF复合膜防护材料的制备步骤如下：

步骤一、将离子交换膜浸入浓度为0.1～1.0mg/mL CsgA蛋白的KPI缓冲溶液中，25℃静置过夜，得到膜样品；然后将膜样品从溶液中取出，用30mL/次去离子水洗涤样品3次，氮气干燥5～10min，得到生物纳米纤维复合膜；

步骤二、将5～50mmol四氯化锆、20～270mL去离子水、10～200mL调节酸、5～50mmol有机配体依次加入反应容器中，充分混合后，将生物纳米纤维复合膜浸入混合物中，置于60～100℃的烘箱中，反应6～24小时，反应结束后，取出样品，用30mL/次去离子水、30mL/次乙醇分别洗涤样品3次，将样品置于25～60℃真空下干燥6～24小时，真空度为0.08～0.1MPa，得到Zr-MOF复合膜。

6.根据权利要求5所述的Zr-MOF复合膜防护材料，其特征在于，所述的KPI缓冲溶液为K₂HPO₄/KH₂PO₄溶液，pH为6～8。

7.根据权利要求5所述的Zr-MOF复合膜防护材料，其特征在于，所述的调节酸为甲酸、乙酸或三氟乙酸。

8.根据权利要求5所述的Zr-MOF复合膜防护材料，其特征在于，所述的有机配体为均苯三酸、对苯二甲酸、2-氨基对苯二甲酸、联苯二甲酸、2-氨基联苯二甲酸或1，3，6，8-四(4-羧基苯)芘。

9.根据权利要求5所述的Zr-MOF复合膜防护材料，其特征在于，所述Zr-MOF为MOF-808、UiO-66、UiO-66-NH₂、UiO-67、UiO-67-NH₂或NU-1000。