[发明专利]表面嵌有金属有机骨架纳米纤维的复合纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种表面嵌有金属有机骨架纳米纤维的复合纤维的制备方法，属于纤维材料技术领域。该方法包括取金属盐与有机配体混合制备金属有机骨架纳米纤维，将金属有机骨架纳米纤维置于高聚物原液凝固浴中，得混合凝固浴，及取高聚物原液细流浸渍于混合凝固浴中经溶液纺丝技术制备得到表面嵌有金属有机骨架纳米纤维的复合纤维。本发明设计得到的复合纤维不仅兼具微米纤维优异的力学性能，而且还具备金属有机骨架纳米纤维表面活性位点多及比表面积大的特点，故该复合纤维可用于制作具备导湿排汗、解毒抗菌及荧光传感功能的纱线及面料。

技术领域

本发明涉及复合纤维，属于纤维材料技术领域，具体地涉及一种表面嵌有金属有机骨架纳米纤维的复合纤维的制备方法。

背景技术

随着社会经济的发展，纤维材料逐渐与各交叉领域融合，在功能和应用方面显现出更加多样化的特点。尤其是在全球新纤维革命盛行的今天，制备具有更加新颖结构的复合纤维，实现多功能的应用已经成为研究热点。

采用溶液纺丝方法可以制备多种高聚物纤维，包括粘胶纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚氨酯纤维、聚酰胺纤维等，而且通过改变喷丝板结构，可以得到微米级别的且具有皮芯、橘瓣结构的复合纤维，实现多种聚合物间的复合，赋予纤维以新的性能。

金属有机骨架材料是一种新型的多孔结构的材料，具有比表面积高、孔隙结构可调的特点，在气体吸附存储、小分子传感、催化降解、储能产水等领域展现出优异的性能。然而金属有机骨架材料通常为微米尺寸的粉末形态，且力学性能尚不足，影响其性能的发挥，将其制备成纳米材料，或负载在特定载体上，或制备成膜材料都能够有效地弱化这种影响。其中，将金属有机骨架材料制备成纤维尤其是纳米纤维，加以应用不仅可以提高其比表面积，而且可以将纤维形态的金属有机骨架材料加工成柔性纺织材料，扩展其应用范畴。

然而，迄今为止，尚未有研究报道将金属有机骨架纳米纤维与传统微米纤维进行复合，实现二者在结构上的高效有机结合以及使用性能的优化。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种表面嵌有金属有机骨架纳米纤维的复合纤维的制备方法。该制备方法制得了具备导湿排汗、解毒抗菌及荧光传感等优异性能的复合纤维。

为实现上述目的，本发明公开了一种表面嵌有金属有机骨架纳米纤维的复合纤维的制备方法，它包括取金属盐与有机配体混合制备金属有机骨架纳米纤维，将所述金属有机骨架纳米纤维置于高聚物原液凝固浴中，得混合凝固浴，及取高聚物原液细流浸渍于所述混合凝固浴中经溶液纺丝技术制备得到表面嵌有金属有机骨架纳米纤维的复合纤维。

进一步地，所述金属有机骨架纳米纤维的制备过程如下：

取金属盐溶液与有机配体溶液混合、均匀震荡反应及抽滤、洗涤，制备得到金属有机骨架纳米纤维。

优选的，所述均匀震荡反应条件为：在20～50℃下的水浴摇床中，均匀震荡12～48h，至制备得到白色乳液。

进一步地，所述金属盐溶液与有机配体溶液的体积比为(1～3):1。

进一步地，所述金属盐溶液为取金属盐溶解至水与有机溶剂组成的混合溶剂中，所述金属盐为Eu(铕)、Ga(镓)、Tb(铽)、Sm(钐)、Yb(镱)或Ru(钌)中一种元素的化合物或至少两种元素的化合物组成的混合物。

优选的，所述金属盐溶液的浓度为0.01mol/L～0.5mol/L。

优选的，所述水与有机溶剂的体积比为(1～4):1，所述有机溶剂为乙醇、甲醇或DMF中的一种。

进一步地，所述有机配体溶液为取有机配体溶解至水与有机溶剂组成的混合溶剂中，所述有机配体为均苯三甲酸或苯二甲酸中的至少一种。

优选的，所述有机配体溶液的浓度为0.01mol/L～0.5mol/L。