[发明专利]PAN@氨基化缺陷铟基金属有机骨架复合纳米纤维膜的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种PAN@氨基化缺陷铟基金属有机骨架复合纳米纤维膜的制备方法及应用，制备方法为：将可溶性铟盐和2‑氨基对苯二甲酸与邻氨基苯甲酸的混合物加入N,N′‑二甲基甲酰胺中，在程序升温条件下反应后，利用砂芯漏斗多级提纯，即得氨基化缺陷铟基金属有机骨架；然后将其与PAN混合制得纺丝液，进行PAN静电纺复合纳米纤维膜的制备。本发明所制备的氨基化缺陷铟基金属有机骨架，在自然光源照射下即可被激活并进行甲醛催化分解；所制备的PAN静电纺复合纳米纤维膜可主动捕获并有效过滤空气中的PM2.5。本制备方法温和、简单易操作，易规模化生产，在空气净化系统以及壁纸、灯罩、窗帘等环保家装方面具有应用价值。

技术领域

本发明涉及甲醛和PM2.5的脱除技术领域，具体涉及一种PAN@氨基化缺陷铟基金属有机骨架复合纳米纤维膜的制备方法和应用。

背景技术

近年来，人们越来越重视环境的污染问题和防治技术，其中，甲醛和PM2.5对人体和环境造成了很多不利影响，并成为人们的关注焦点。目前市场上常用的吸附过滤材料如活性炭、沸石分子筛等，但是，由于常用活性炭存在结构单一、活性位点缺乏及比表面积低等问题，限制了其对甲醛的吸附容量，易吸附饱和而失效，同时吸附技术，其并未从根本上消除气体污染，也无法实现对PM2.5的有效捕获。随着人们对生活质量要求的不断提高，高性能的复合纳米纤维材料将成为首选替代品。

发明内容

本发明的第一个目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种PAN@氨基化缺陷铟基金属有机骨架复合纳米纤维膜的制备方法。

本发明的另一个目的是为了提供一种PAN@氨基化缺陷铟基金属有机骨架复合纳米纤维膜的应用。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种PAN@氨基化缺陷铟基金属有机骨架复合纳米纤维膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1、将可溶性铟盐和混合有机配体以一定配比加入到N,N′-二甲基甲酰胺中，搅拌并辅以超声至溶解均匀，然后将反应液转移至不锈钢反应釜中，进行升温反应，待反应结束后自然冷却，然后抽滤分离，得到氨基化缺陷铟基金属有机骨架的初产物；

S2、将步骤S1得到的氨基化缺陷铟基金属有机骨架的初产物用去离子水进行洗涤，然后用第一砂芯漏斗进行过滤分离，将得到的滤液再次用去离子水洗涤并过滤，重复洗涤多次后，用第二砂芯漏斗进行过滤分离，收集滤饼并热处理活化，即得纯化后的氨基化缺陷铟基金属有机骨架终产物。

上述氨基化缺陷铟基金属有机骨架是一种具有良好可见光响应特性的类半导体催化材料，其能够对周围环境所产生的灯光、太阳光等光源进行有效利用并展现出优异的光催化活性；同时，氨基化缺陷铟基金属有机骨架自身所具备的大量活性位点如功能基团、不饱和金属位点、丰富的微孔结构等，则能够有效吸附聚集周围环境中的甲醛小分子，从而将其催化分解，在净化甲醛方面具有巨大的潜在应用价值。

S3、将步骤S2得到的氨基化缺陷铟基金属有机骨架分散于去离子水中，并利用超声波粉碎，然后将其过滤分离、烘干备用；

S4、将步骤S3得到的氨基化缺陷铟基金属有机骨架加入到PAN纺丝液中，搅拌并辅以超声使之分散均匀，得到纺丝液；

S5、将步骤S4得到的纺丝液加入注射器中，设定一定的注射速度和高压静电，通过辊筒以一定的接收距离实现PAN@氨基化缺陷铟基金属有机骨架复合纳米纤维膜的收集，其中接收基底为铝箔纸或无纺布。

上述技术方案中，优选地，步骤S1中所述可溶性铟盐为硝酸铟或氯化铟；所述有机配体为2-氨基对苯二甲酸和邻氨基苯甲酸的混合物。在氨基化金属有机骨架的合成中引入异构配体(邻氨基苯甲酸)，诱导缺陷结构的出现，促使形成更多的不饱和金属位点，同时增强光吸收性能，提升其催化性能。