[发明专利]一种ZIF-8纳米晶体改性碳纤维增强聚六氢三嗪复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种ZIF-8纳米晶体改性碳纤维增强聚六氢三嗪复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：碳纤维编织布预处理；

步骤2：将Zn(NO₃)₂•6H₂O和二甲基咪唑分别加入到甲醇中，待充分溶解后迅速将两溶液混合搅拌，再将所得混合溶液离心并用甲醇洗涤，干燥后研磨，得到ZIF-8纳米晶体；

步骤3：将步骤2得到的ZIF-8纳米晶体加入乙醇/PEI混合溶液中分散后，得到ZIF-8种子溶液；

步骤4：将0.5~0.7 g的ZnCl₂、0.4~0.6 g的2-甲基咪唑和0.2~0.4 g的HCOONa溶于70-100 mL甲醇中，得到二次生长溶液；

步骤5：将步骤1预处理后的碳纤维编织布浸入步骤3得到的ZIF-8种子溶液中，并干燥后取出，再浸入步骤4得到的二次生长溶液中，在100~160 ℃温度下进行水热反应12~36 h，反应结束后取出碳纤维编织布洗涤干燥，获得负载ZIF-8纳米晶体的碳纤维复合材料，与聚六氢三嗪树脂采用浸渍热压法复合后，即得到ZIF-8纳米晶体改性碳纤维增强聚六氢三嗪复合材料；

所述步骤1中碳纤维编织布预处理包括：将碳纤维编织布裁剪成设定尺寸后清洗，再采用等离子体刻蚀碳纤维编织布的表面，并引入活性基团；

所述步骤1中清洗包括：将碳纤维编织布置入无水乙醇和丙酮的混合溶液中超声清洗；

所述步骤1中等离子体刻蚀时间为1~10 min；

所述活性基团包括含氧官能团。

2.根据权利要求1所述的一种ZIF-8纳米晶体改性碳纤维增强聚六氢三嗪复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中Zn(NO₃)₂•6H₂O和二甲基咪唑的摩尔比为4.94:39.52，甲醇为70~100 mL。

3.根据权利要求1所述的一种ZIF-8纳米晶体改性碳纤维增强聚六氢三嗪复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中ZIF-8种子溶液中ZIF-8纳米晶体的含量为1~2 wt%。

4.根据权利要求1所述的一种ZIF-8纳米晶体改性碳纤维增强聚六氢三嗪复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中分散采用1~2 h的搅拌和1~2 h的超声处理。

5.根据权利要求1所述的一种ZIF-8纳米晶体改性碳纤维增强聚六氢三嗪复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中干燥的温度为50~60 ℃，干燥时间为2~3 h。

6.一种ZIF-8纳米晶体改性碳纤维增强复合材料，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的一种ZIF-8纳米晶体改性碳纤维增强聚六氢三嗪复合材料的制备方法制备得到。