本发明专利技术公开了一种基于金属‑有机骨架化合物(MOF)的双功能化学毒物消解材料，包括以下原料：有机配体、金属无机盐和活性物质；制备方法：(1)称取各原料；(2)将有机配体和金属无机盐加入溶剂A中，超声条件下反应，离心分离，依次用N,N‑二甲基甲酰胺和丙酮分别洗涤3～5次，自然干燥，得到产物A；(3)活化，得到产物B；(4)和活性物质加入溶剂B中，搅拌，离心分离，得到产物C；(5)用去离子水洗涤3～5次，烘干，即得。本发明专利技术由具有良好化学毒物消解性能的MOF作载体，采用浸渍法将另外一种具有良好化学毒物消解性能的活性物质负载到MOF中，得到的双功能化学毒物消解材料具有制备过程简单、携带方便、成本低并能高效消解化学毒物等优点。
A bifunctional chemical toxicant digestion material based on metal organic skeleton compound and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料及其制备方法
本专利技术涉及功能材料
，更具体的说是涉及一种基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料及其制备方法。
技术介绍
芥子气(HD)和梭曼(GD)分别是化学武器中常用的糜烂性毒剂和神经性毒剂，其中，芥子气是一种能使DNA分子结构发生变化的致死性试剂，它能刺激皮肤、黏膜并使细胞死亡；梭曼进入生命体以后，会导致神经递质乙酰胆碱堆积，最终会导致生命体窒息死亡。因此，当前迫切需要研究绿色高效的化学毒物消解材料，以维护国家安全和人类生命安全。金属-有机骨架化合物材料(MOFs)是近几十年来研究较多的一类多孔性材料，它由金属中心和多齿有机配体连接而成，具有可调控的孔道结构和高密度的金属活性位点。MOFs材料作为化学毒物消解材料具有稳定性高、用量少、无腐蚀性等优点。但是，战场上实际使用的化学武器的类型是无法预知的，因此，如何提高MOFs化学毒物消解材料的消解性能，以应对严峻的生化武器形势，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料及其制备方法，本专利技术由具有良好化学毒物消解性能的MOF作载体，采用浸渍法将另外一种具有良好化学毒物消解性能的活性物质负载到MOF中，得到的双功能化学毒物消解材料具有制备过程简单、携带方便、成本低并能高效消解化学毒物等优点。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料，包括以下原料：有机配体、金属无机盐和活性物质；其中，有机配体和金属无机盐的摩尔比为(0.1～60)：(0.1～60)；金属金属-有机骨架化合物中活性物质的重量负载量为0～50％；活性物质为多金属氧酸盐、纳米银、氯化钌、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、叔丁基锂、钼酸铵、硝酸铈铵、生物酶、偏钒酸铵中的任一种或几种的混合。本专利技术的有益效果在于：本专利技术以有机配体和金属无机盐为原料制得具有较高稳定性和三位孔道结构的金属-有机骨架化合物，然后以此为载体，将具有良好化学毒物消解性能的活性物质负载其中，得到的消解材料能够高效消除化学毒物。进一步，上述多金属氧酸盐为PV2Mo10O405-，[PMo12O40]3-,[α-1,6-PV2Mo10O40]5-，[PVW11O40]4-，K5CoW12O40，(H2O)MnSiW11O395-、MnSiW11O39(OH)5-，[Nb6O19]8-,[PNb12O40(VO)2·(V4O12)2]25-,[PNb12O40]15-,PMo9V3O406-,BCuW11O407-,ZnCuW11O4013-,CoW12O405-,PW12O403-，SiW9O3410-,Ni2V10O282-,ZnVW11O408-,BVW11O407-中的任一种或几种的混合。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术多金属氧酸盐对神经性毒剂和糜烂性毒剂具有良好的消解性能。进一步，上述有机配体为对苯二甲酸、均苯三甲酸、2-氨基对苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,2’-联苯二甲酸、1,2,4,5-苯四羧酸、2,2’-三联苯-4,4’,4”-三甲酸、4,4’,4”-三甲酸-三苯胺、以及上述各物质的衍生物中的任一种或几种的混合。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术有机配体能够作为连接桥与金属离子一起构筑出多孔的金属-有机骨架化合物。进一步，上述金属无机盐为Zr4+,Ce4+,Fe3+,Cr3+,Cu2+,Zn2+,Mn2+,Ni2+,Co2+,Fe2+的硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐、醋酸盐中的任一种或几种的混合。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术无机盐金属离子能够作为连接点与作为连接桥的有机配体一起构筑出多孔的金属-有机骨架化合物，而且在形成的金属-有机骨架化合物中上述金属离子能够提供具有化学毒剂消解功能的活性位。一种基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按上述双功能化学毒物消解材料的用量称取各原料；(2)将有机配体和金属无机盐加入溶剂A中，超声波频率为300～800W下超声10～15min，温度控制在10～200℃反应之间0.5～1h，离心分离，依次用N,N-二甲基甲酰胺和丙酮分别洗涤3～5次，自然干燥，得到产物A；(3)将产物A在80～160℃进行活化1～6h，得到产物B；(4)将产物B和活性物质加入溶剂B中，以20～800r/min的转速搅拌1～10h，离心分离，得到产物C；(5)将产物C用去离子水洗涤3～5次，然后50～200℃烘干1～12h，即得基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料。进一步，上述步骤(1)中，溶剂A为去离子水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲酸、乙酸中的任一种或几种的混合；上述步骤(4)中，溶剂B为去离子水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的任一种或几种的混合。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料及其制备方法，有益效果如下：1、本专利技术消解材料能协同发挥MOFs和活性物质的作用，通过水解和氧化两种机理实现对不同化学战剂的降解，在室温下可以快速地将化学战剂消解为无毒的产物，具有很好的热稳定性和循环使用性能；2、本专利技术消解材料最终会降解生成无毒的产物，不会造成二次危害；3、本专利技术消解材料可直接用于化学战剂的降解，不需加入其他辅助物质，在化学战剂防护方面具有很大的应用价值。附图说明图1为实施例1中H5PV2Mo10O40@MOF-808复合材料在不同时间下对芥子气(HD)的降解效率图；图2为实施例1中H5PV2Mo10O40@MOF-808复合材料循环使用五次时对芥子气(HD)的降解效率图；图3为实施例1中H5PV2Mo10O40@MOF-808复合材料在不同时间下对梭曼(GD)的降解效率图；图4为实施例1中H5PV2Mo10O40@MOF-808复合材料循环使用五次时对梭曼(GD)的降解效率图；图5为实施例4中Ag@MIL-101复合材料循环使用四次时对芥子气(HD)的降解效率图。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料，包括以下原料：有机配体(均苯三甲酸)0.420g(0.02mol)、金属无机盐(四氯化锆)1.398g(0.06mol)和活性物质(H5PV2Mo10O40)80mg。制备方法：(1)将90mLN,N本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料，其特征在于，包括以下原料：有机配体、金属无机盐和活性物质；/n所述有机配体和金属无机盐的摩尔比为(0.1～60)：(0.1～60)；/n所述金属金属-有机骨架化合物中活性物质的重量负载量为0～50％；/n所述活性物质为多金属氧酸盐、纳米银、氯化钌、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、叔丁基锂、钼酸铵、硝酸铈铵、生物酶、偏钒酸铵中的任一种或几种的混合。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料，其特征在于，包括以下原料：有机配体、金属无机盐和活性物质；
所述有机配体和金属无机盐的摩尔比为(0.1～60)：(0.1～60)；
所述金属金属-有机骨架化合物中活性物质的重量负载量为0～50％；
所述活性物质为多金属氧酸盐、纳米银、氯化钌、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、叔丁基锂、钼酸铵、硝酸铈铵、生物酶、偏钒酸铵中的任一种或几种的混合。
2.根据权利要求1所述的一种基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料，其特征在于，所述多金属氧酸盐为PV2Mo10O405-，[PMo12O40]3-,[α-1,6-PV2Mo10O40]5-，[PVW11O40]4-，K5CoW12O40，(H2O)MnSiW11O395-、MnSiW11O39(OH)5-，[Nb6O19]8-,[PNb12O40(VO)2·(V4O12)2]25-,[PNb12O40]15-,PMo9V3O406-,BCuW11O407-,ZnCuW11O4013-,CoW12O405-,PW12O403-，SiW9O3410-,Ni2V10O282-,ZnVW11O408-,BVW11O407-中的任一种或几种的混合。
3.根据权利要求1所述的一种基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料，其特征在于，所述有机配体为对苯二甲酸、均苯三甲酸、2-氨基对苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,2’-联苯二甲酸、1,2,4,5-苯四羧酸、2,2’-三联苯-4,4’,4”-三甲酸、4,4’,4”-三甲酸-三苯胺、及其衍生物中的任一种或几种的混合。
4.根据权利要求1所述的一种基于金属-有机骨架化合物的双功能化学毒物消解材料，其特征在于，所述金属无机盐为Zr4+,Ce4+,Fe3+,Cr3+,Cu2+,Zn2+,Mn2+,Ni2+,Co2+,Fe2+的硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐、醋酸盐中的任一种或几种的混合。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟玉绪，周云山，高奇，张立娟，王永安，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院军事医学研究院，北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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