[发明专利]一种金属有机骨架纤维材料及其制备方法

权利要求书

1.一种金属有机骨架纤维材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将酸酐、醚类试剂、酰胺按比例混合，通入高纯氮气或/和惰性气体制得纺丝原液，经静电纺丝获得有机高分子纤维；酸酐选自邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、均苯四甲酸二酐、偏苯三甲酸酐中的至少一种；醚类试剂选自2-氨基二苯醚、3,4′-二氨基二苯醚、4,4′-二氨基二苯醚中的至少一种；酰胺选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲酰胺、甲基乙酰胺、二羟基苯甲酰胺中的至少一种；所述的酸酐、醚类试剂与酰胺的质量比为1：（0.5～3.5）：（5～30）；

（2）将有机高分子纤维浸渍在铜盐溶液中，所述的铜盐溶液是硝酸铜乙醇溶液、醋酸铜乙醇溶液、硫酸铜乙醇溶液中的至少一种；取出后置于均苯三甲酸溶液中，然后置于乙醇中浸渍，取出干燥后重复浸渍，得到HKUST-1晶种/有机高分子纤维；

（3）将HKUST-1晶种/有机高分子纤维进行升温处理，处理温度为200℃～400℃，升温速率为1℃/min～10℃/min；取出后浸渍在含有铜盐和均苯三甲酸的溶液中，溶剂为乙醇和水；所述的HKUST-1晶种/有机高分子纤维、铜盐与均苯三甲酸的质量比为1：（1～15）：（0.5～7.5）；密闭后加热反应，取出后经抽滤、洗涤、干燥，得到金属有机骨架纤维材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，酸酐为均苯四甲酸二酐；醚类试剂为3,4′-二氨基二苯醚；酰胺为二羟基苯甲酰胺。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的酸酐、醚类试剂与酰胺的质量比为1：（0.8～1.5）：（8.5～15）。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的惰性气体选自氦气、氩气中的至少一种，高纯氮气或/和惰性气体的气体流速15mL/min～35mL/min，通气时间3h～7h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）通入气体后，在温度为-10℃～35℃，搅拌转速150rpm～300rpm下制得纺丝原液。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在温度-3℃～15℃下制得纺丝原液。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，静电纺丝获得的有机高分子纤维，其直径为450nm～550nm，比表面积为35m²/g～65m²/g，孔容为0.1cm³/g～0.3 cm³/g。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的铜盐溶液是硝酸铜乙醇溶液。

9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于：步骤（2）铜盐溶液中，铜盐的质量浓度为0.1%～5%。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤（2）铜盐溶液中，铜盐的质量浓度为0.5%～2%。

11.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，有机高分子纤维与铜盐的质量比为1：（0.1～3）。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，有机高分子纤维与铜盐的质量比为1：（0.5～1.5）。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的均苯三甲酸溶液中，均苯三甲酸的质量浓度为0.1%～5%。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述的均苯三甲酸溶液中，均苯三甲酸的质量浓度为0.5%～2%。