一种含氧化石墨烯-金属有机框架的复合改性纤维的制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种含氧化石墨烯‑金属有机框架的复合改性纤维的制备方法和用途，能够用于医用服装等抗菌面料的制备，具有优异的抗菌、抑菌性能。金属‑有机框架(Metal‑Organic Frameworks，MOFs)，是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机‑无机杂化材料。其中，沸石咪唑类骨架材料(如2‑甲基咪唑锌盐ZIF‑8)有永久性的孔隙、高表面积、疏水性、开放的金属位点和水稳定性。利用其咪唑有机配体及开放的Zn

【技术实现步骤摘要】
一种含氧化石墨烯-金属有机框架的复合改性纤维的制备方法和用途
本专利技术涉及新材料
，具体涉及一种含氧化石墨烯-金属有机框架复合改性纤维的制备方法和用途。
技术介绍
传统的抗菌剂,如抗生素、季铵盐等不但会导致微生物的抗药性,还会造成严重的环境污染。氧化石墨烯是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，具有聚合物、胶体、薄膜以及两性分子的特性。氧化石墨烯表面具有丰富的官能团，使其表现出既亲水又亲油的两亲性，如同界面活性剂一般存在于界面并能够降低界面间的能量。氧化石墨烯可以破坏细菌的细胞膜,导致胞内物质外流并杀死细菌，被称为可以杀菌的物理抗生素。现有技术中氧化石墨烯改性后，抗菌、抑菌效果不理想。同时，在改性过程中大量强酸、强碱、强氧化剂强、还原剂以及中间产物的直接排放容易引起环境污染，如果进行无害化处理则使生产成本迅速增加。专利申请号为201410430673.0的专利技术专利涉及一种改性纤维素/氧化石墨烯复合微球及其制备方法。复合微球由纤维素和氧化石墨烯材料复合组成并进一步通过威兰胶改性。纤维素与氧化石墨烯复合，不仅增强了复合吸附材料的机械强度，也进一步提高了吸附剂的吸附能力，很好的改善了吸附剂的性能。利用威兰胶对纤维素/氧化石墨烯复合微球表面进行改性，引入支链结构和功能基团，使得其可以进行多层吸附，进一步增强了吸附剂的吸附性能。改性纤维素/氧化石墨烯复合微球具有无毒、无污染、生物兼容性好等特点，但是该专利技术应用于污水处理和环境治理等领域，且不具有抗菌、抑菌作用，不能应用于抗菌服装。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种含氧化石墨烯-金属有机框架(2-甲基咪唑锌盐，ZIF-8)的复合改性纤维的制备方法和用途，制备方法简单，制备的含氧化石墨烯-金属有机框架的复合改性纤维能够用于医用服装等抗菌面料的制备，具有优异的抗菌、抑菌性能。本专利技术提供一种含氧化石墨烯-金属有机框架的复合改性纤维的制备方法，包括以下步骤:(1)将纤维置于氨气等离子体中处理；(2)配制氧化石墨烯和金属有机框架(MOFs)2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)的乙醇混合悬浊液，将悬浊液喷洒在步骤(1)处理后的纤维上，干燥；(3)把步骤(2)获得的产物浸入含有胺盐的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中进行催化反应；(4)催化反应后取出，用溶剂DMF洗涤，干燥，获得含氧化石墨烯-金属有机框架复合改性纤维。优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为0.1～15min。上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为6S。上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为1min。上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为3min。上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为5min。上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为7min。上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为10min。上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为12min。上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为15min。上述任一方案优选的是，其特征在于，所述步骤(1)中纤维为丙纶、涤纶中的任意一种。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中乙醇混合悬浊液中氧化石墨烯和MOFs(ZIF-8)的用量比例为1：20～150。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中乙醇混合悬浊液中氧化石墨烯和MOFs(ZIF-8)的用量比例为1：20。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中乙醇混合悬浊液中氧化石墨烯和MOFs(ZIF-8)的用量比例为1：50。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中乙醇混合悬浊液中氧化石墨烯和MOFs(ZIF-8)的用量比例为1：80。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中乙醇混合悬浊液中氧化石墨烯和MOFs(ZIF-8)的用量比例为1：100。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中乙醇混合悬浊液中氧化石墨烯和MOFs(ZIF-8)的用量比例为1：150。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中氧化石墨烯的质量浓度为0.01～2％，ZIF-8的质量浓度为0.2～10％。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中氧化石墨烯的质量浓度为0.01％，ZIF-8的质量浓度为0.2％。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中氧化石墨烯的质量浓度为0.05％，ZIF-8的质量浓度为0.5％。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中氧化石墨烯的质量浓度为0.1％，ZIF-8的质量浓度为0.2％。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中氧化石墨烯的质量浓度为0.5％，ZIF-8的质量浓度为0.5％。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中氧化石墨烯的质量浓度为1％，ZIF-8的质量浓度为1％。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中氧化石墨烯的质量浓度为1.2％，ZIF-8的质量浓度为4％。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中氧化石墨烯的质量浓度为1.5％，ZIF-8的质量浓度为6％。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中氧化石墨烯的质量浓度为1.8％，ZIF-8的质量浓度为8％。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中氧化石墨烯的质量浓度为2％，ZIF-8的质量浓度为10％。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中喷洒悬浊液后的纤维在35-65℃下干燥5～20min。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中喷洒悬浊液后的纤维在35℃下干燥20min。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中喷洒悬浊液后的纤维在45℃下干燥10min。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中喷洒悬浊液后的纤维在65℃下干燥5min。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中每克纤维喷洒的悬浊液量为0.1～5ml，每平方米纤维喷洒的悬浊液量为5～20ml。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)的含有胺盐的DMF溶液中含有N-羟基琥珀酰亚胺和N,N'-二环己基碳二亚胺。上述任一方案优选的是，所述N-羟基琥珀酰亚胺与N,N'-二环己基碳二亚胺的DMF溶液中，N-羟基琥珀酰亚胺的质量浓度为0.05～2％，N,N'-二环己基碳二亚的质量浓度为0.05～2％，其余为溶剂DMF。所述溶液过量，并能浸没纤维。N-羟基琥珀酰亚胺为聚N-羟基琥珀酰亚胺。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)中催化反应温度为5～70℃。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)中催化反应温度为5℃。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)中催化反应温度为10℃。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)中催化反应温度为15℃。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)中催化反应温度为20℃。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)中催化反应温度为25℃。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)中催化反应温度为30℃。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)中催化反应温度为35℃。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)中催化反应温度为40℃。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)中催化反应温度为50℃。上述任一方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氧化石墨烯‑金属有机框架的复合改性纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:(1)将纤维置于氨气等离子体中处理；(2)配制氧化石墨烯和金属有机框架(MOFs)2‑甲基咪唑锌盐(ZIF‑8)的乙醇混合悬浊液，将悬浊液喷洒在步骤(1)处理后的纤维上，干燥；(3)把步骤(2)获得的产物浸入含有胺盐的N，N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶液中进行催化反应；(4)催化反应后取出，用溶剂DMF洗涤，干燥，获得含氧化石墨烯‑金属有机框架复合改性纤维。

【技术特征摘要】
1.一种含氧化石墨烯-金属有机框架的复合改性纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:(1)将纤维置于氨气等离子体中处理；(2)配制氧化石墨烯和金属有机框架(MOFs)2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)的乙醇混合悬浊液，将悬浊液喷洒在步骤(1)处理后的纤维上，干燥；(3)把步骤(2)获得的产物浸入含有胺盐的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中进行催化反应；(4)催化反应后取出，用溶剂DMF洗涤，干燥，获得含氧化石墨烯-金属有机框架复合改性纤维。2.如权利要求1所述的一种含氧化石墨烯-金属有机框架的复合改性纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中将纤维置于含有氨气等离子体中处理时间为0.1～15min。3.如权利要求1或2所述的一种含氧化石墨烯-金属有机框架的复合改性纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中纤维为丙纶、涤纶中的任意一种。4.如权利要求1所述的一种含氧化石墨烯-金属有机框架的复合改性纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中乙醇混合悬浊液中氧化石墨烯与ZIF-8的比例1：20～150。5.如权利要求1或4所述的一种含氧化石墨烯-金属有机框架的复合改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：阚建国，陈丹，李军，杨桂萍，肖洁，
申请(专利权)人：合肥中科卫云健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34