[发明专利]一种改性MOFs及其制备方法和应用

说明书

本发明属于MOFs材料技术领域，具体涉及一种改性MOFs及其制备方法和应用。本发明提供了一种改性MOFs，包括MOFs和通过酰胺键与所述MOFs接枝的水性聚氨酯；所述MOFs为含有氨基的MOFs。本发明将MOFs与水性聚氨酯接枝使改性MOFs呈乳液状易成膜，可以使改性MOFs以薄膜的形态应用于催化领域或吸附领域，以保证MOFs充分发挥其性能，扩展其应用范围。

技术领域

本发明属于MOFs材料技术领域，具体涉及一种改性MOFs及其制备方法和应用。

背景技术

金属有机骨架材料（Metal Organic Frameworks，MOFs）是一种金属离子或者金属簇通过配位键与有机配体形成的晶态多孔框架材料。MOFs具有可设计的结构、可调节的孔径以及高度修饰的官能团，是一类独特的无机有机杂化的多孔材料，在催化、传感、吸附等领域显示出广阔的应用前景。

然而MOFs一般为粉末状，应用于催化或吸附领域时易发生团聚，不能充分发挥其功能，限制了其应用范围。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种改性MOFs及其制备方法和应用，本发明提供的改性MOFs为乳液形态易成膜，应用于催化或吸附领域时克服了其易团聚的缺陷，扩大了其应用范围。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改性MOFs，包括MOFs和通过酰胺键与所述MOFs接枝的水性聚氨酯；所述MOFs为含有氨基的MOFs。

优选的，所述水性聚氨酯中异氰酸酯基的质量百分含量为14~22%；

所述水性聚氨酯和MOFs的摩尔比为22~28:1。

优选的，所述改性MOFs中还包括与所述水性聚氨酯接枝的亲水基团。

优选的，所述亲水基团包括磺酸基或羧基。

本发明还提供了上述技术方案所述改性MOFs的制备方法，包括以下步骤：

将水性聚氨酯和含有氨基的MOFs混合进行第一接枝反应，得到所述改性MOFs。

优选的，所述含有氨基的MOFs包括UiO-66-NH₂。

优选的，所述第一接枝反应的温度为60~70℃，所述第一接枝反应的时间为0.8~1.2h。

优选的，所述第一接枝反应前还包括：将含有氨基的MOFs分散于丙酮中，得到MOFs的丙酮分散液。

优选的，所述第一接枝反应前还包括：将水性聚氨酯和亲水扩链剂混合，进行第二接枝反应，得到接枝有亲水基团的水性聚氨酯。

本发明还提供了上述技术方案所述改性MOFs或上述技术方案所述制备方法制备得到的改性MOFs在催化或吸附领域的应用。

本发明提供了一种改性MOFs，包括MOFs和通过酰胺键与所述MOFs接枝的水性聚氨酯；所述MOFs为含有氨基的MOFs。本发明将MOFs与水性聚氨酯接枝使改性MOFs呈乳液状易成膜，可以使改性MOFs以薄膜的形态应用于催化领域或吸附领域，以保证MOFs充分发挥其性能，扩展其应用范围。

具体实施方式

本发明提供了一种改性MOFs，包括MOFs和通过酰胺键与所述MOFs接枝的水性聚氨酯；所述MOFs为含有氨基的MOFs。在本发明中，所述含有氨基的MOFs优选包括UiO-66-NH₂。在本发明中，所述水性聚氨酯中异氰酸酯基的质量百分含量优选为14~22%，更优选为15~20%。在本发明中，所述水性聚氨酯和MOFs的摩尔比优选为22~28:1，更优选为23~25:1。