[发明专利]一种玻璃纤维球束负载GO/ZIF-8的复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种玻璃纤维球束负载GO/ZIF‑8的复合材料及其制备方法，本发明用废弃PCB非金属粉制备玻璃纤维球束；将氧化石墨烯加入溶剂中超声分散，用六水合硝酸锌溶于氧化石墨烯分散液(溶液1)；将2‑甲基咪唑溶于等量的有机溶剂中(溶液2)。将溶液1和溶液2合并，同时加入玻璃纤维球束，常温搅拌，得到玻璃纤维球束、硝酸锌、GO和2‑甲基咪唑的混合液，最后将混合液置于聚四氟乙烯内衬的反应釜中加热，待反应完毕，过滤，洗涤，干燥，得到玻璃纤维负载MOF，即玻璃纤维球束负载GO/ZIF‑8的复合材料。本发明制备的MOF反应条件温和，对环境友好，材料可设计性强，能应用于多个领域，达到以废治废的目的。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种玻璃纤维球束负载GO/ZIF-8的复合材料及其制备方法。

背景技术

印刷线路板提供了电子元器件电气的连接，可大大减少装配与布线的差错，提高自动化水平。而随着各种家用电器及电子产品的不断发展，被废弃的PCB以及生产过程中产生的边角料也越来越多，我国既是家用电器的生产和消费大国，同样也是印刷线路板的生产大国，每年都将产生大量的废弃印刷线路板和边角料。对于废弃印刷线路板中金属部分的处理方法有机械破碎、湿法化学回收、离子膜电解法、PCB蚀刻废液电解铜等，而对于占PCB在70％以上的非金属部分却被焚烧或填埋，这不仅是资源的浪费，同时也造成了空气及土壤的污染。因此，对废弃印刷线路板进行回收再利用不仅是对有限资源的再生，同时也减少了废弃物对环境的污染。

金属有机框架材料(Metal Organic Frameworks,MOFs)是由金属离子以及有机配体通过配位键形成的一类配合物，具有比表面积大、孔隙率大、可调谐的活性位点和可功能化的有机骨架等优点，常被应用于催化、气体储存、吸附与分离等方面。沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIFs)是一种MOFs材料，作为一种新型的多孔材料，同时拥有沸石和金属有机框架材料的比表面积大、热稳定性好、孔道尺寸和表面官能团可调等优点。ZIF-8拥有与沸石分子筛相似的拓扑结构，并可通过简单、温和的反应进行大量合成，有广阔的应用前景。

氧化石墨烯(grapheneoxide，GO)是石墨烯重要的派生物，具有较大的比表面积、丰富的含氧官能团、良好的亲水性；有可以扩展的和可调控的层状结构，为广泛的功能化和反应点的化学修饰提供了一个良好的设计平台。石墨烯在氧化过程会产生很多缺陷位点，这些缺陷位点在气体的储存、吸附、分离等方面具有明显的优势。

专利CN107399928B中公开了一种利用废弃PCB非金属粉制备玻璃纤维球束的方法。这是一种全新的玻璃纤维材料，球束内部具有巨大的空间以及玻璃纤维具有巨大表面积，可以作为载体应用于催化、污染物吸附等领域。目前可对该玻璃纤维材料进一步开发利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种以废弃印刷线路板的非金属粉末为原料，制备玻璃纤维球束为载体并负载氧化石墨烯(GO)/ZIF-8复合材料的方法，既提供了废弃印刷线路板非金属部分的回收再利用方案，又解决了MOFs材料使用时不易固定，易分散的问题；并发挥了氧化石墨烯与MOFs材料在吸附方面各自的优势。

为了达到上述目的，本发明提供了一种玻璃纤维球束负载GO/ZIF-8的复合材料的制备方法，该方法包含：

步骤1，用废弃PCB非金属粉末制备玻璃纤维球束；

步骤2，将氧化石墨烯加入溶剂中，超声，制备氧化石墨烯分散液，得到第一溶液；所述第一溶液的浓度为0.1～0.5mg/mL；

步骤3，将六水合硝酸锌溶于所述第一溶液；将2-甲基咪唑溶于等体积的有机溶剂，得到第二溶液；将所述第一溶液和第二溶液混合，同时加入玻璃纤维球束，搅拌10～24h，得到含有玻璃纤维球束的溶液，其中所述的六水合硝酸锌(g)：2-甲基咪唑(g)：有机溶剂(mL)：第一溶液(mL)：玻璃纤维球束(g)为0.5～2.0(g)：0.83～3.3(g)：30～100(mL)：30～100(mL)：0.5～4(g)；