[发明专利]一种基于Cd-MOF的多功能长波长长寿命荧光棉织物的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于Cd‑MOF的多功能长波长长寿命荧光棉织物的制备方法，包括：配制镉盐、荧光染料的混合水溶液A；配制多元羧酸、苯并咪唑、醋酸钠组成的混合水溶液B；将棉织物依次用溶液A、溶液B循环处理，即得多功能长波长长寿命荧光棉织物。本发明原料成本低廉、易得，工艺操作简单，生产效率高，能源消耗少，无需特殊设备，适于工业化生产；制备的荧光棉织物荧光性能优异，特别是实现了荧光的长波长发射和长的荧光寿命，同时还具有抗菌防臭、防霉防蛀、抗紫外、防辐射和阻燃等多种性能，可以在特种服装、防伪、检测和保密材料等领域有非常好的应用前景。

技术领域

本发明属于荧光织物的制备领域，特别涉及一种基于Cd-MOF的多功能长波长长寿命荧光棉织物的制备方法。

背景技术

荧光棉织物作为棉纺织产品中的重要一类，对于丰富棉纺织产品的种类具有非常重要的意义。目前，常用的荧光织物产品基本上都是化纤制品，如常用的涤纶、腈纶、锦纶等，而具有优异荧光效果的棉织物却鲜有报道。此外，当今市场上适用于棉织物的荧光色素主要以荧光涂料为主，而具有优异荧光效果的荧光染料却不多。采用涂料印花的荧光棉织物往往还存在耐摩擦色牢度和手感不佳等问题。选用荧光染料对棉织物染色可以很好的解决这一问题，其手感要优于荧光涂料印花棉织物，且牢度优良，但受限于适用于棉织物染色的荧光染料品种极少，导致其发展缓慢。此外，荧光染料染色后的棉织物也存在荧光稳定性差和发光效率低等问题，更重要的是发光局限于短波长区域，其极易受到棉织物自身的严重背景荧光干扰而影响其应用。

近年来，具有高比表面积和孔隙率的金属有机骨架化合物(Metal-OrganicFrameworks,MOF)，特别是Cd-MOF(Cd²⁺作为一种代表性的具有d¹⁰电子构型的金属离子，对N/O^-有较强的亲和能力和光活性)，由于其具有孔隙结构和尺寸可调可控、材料可进行负载后处理、结构可修饰裁剪和易于功能化等特性，以及其独特的光学性质，引起了人们广泛的关注。MOF作为一类新型的有机-无机杂化材料，科研人员将其负载于织物表面(Surfacemodification of PCC filled cellulose paper by MOF-5(Zn₃(BDC)₂)metal-organicframeworks for use as soft gas adsorption composite materials,Cellulose,2017,24(7):3051-3060；Synthesis and characterization of UiO-66-NH₂metal-organicframework cotton composite textiles,Ind Eng Chem Res,2018,57(28):9151-9161；Multi-functional finishing of cotton fabrics by water-based layer-by-layerassembly of metal-organic framework,Cellulose,2018,25(7):4223-4238；Surface-anchored metal-organic framework-cotton material for tunable antibacterialcopper delivery,ACS Appl Mater Inter,2018,10(17):15189-15199)，在抗菌防臭、防霉防蛀、抗静电、抗紫外、防辐射、抗皱和阻燃等众多织物功能性领域表现出了良好的应用前景。虽然负载MOF的织物应用前景广阔，但在实际应用中也面临着一些挑战，如由于织物与MOF材料界面结合不够牢固而导致机械性能差和力学稳定性差等问题。目前，将荧光染料组装于MOF材料中作为一种高效稳定的荧光传感器应用于检测阳离子、阴离子、小分子、蒸汽以及易爆炸物等方面(Encapsulation of Ln^III ions/dyes within a microporousanionic MOF by post-synthetic Ionic exchange serving as a Ln^III ion probe andtwo-color luminescent sensors,Chem-Eur J,2015,21(27):9748-9752；Dual-emittingdye@MOF composite as a self-calibrating sensor for 2,4,6-trinitrophenol,ACSAppl Mater Inter,2017,9(29):24671-24677；An RGH-MOF as a naked eyecolorimetric fluorescent sensor for picric acid recognition,J Mater Chem C,2017,5(19):4661-4669)也已经成为科研人员主要研究的方向之一。但和大多数化合物一样，粉末状MOF材料在实际应用过程中也需要面临其溶解熔融性质差和可加工性差等缺点。