一种制备MOF/纤维素/聚丙烯腈口罩滤芯层的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备MOF/纤维素/聚丙烯腈口罩滤芯层的方法，具体包括如下步骤：步骤1，制备MIL‑53(Fe)纳米颗粒；步骤2，合成纤维素纳米晶；步骤3，将聚丙烯腈和步骤2得到的纤维素纳米晶进行混合，得混合溶液；步骤4，将步骤1所得产物加入到步骤3得到的混合溶液中，得纺丝溶液；步骤5，将步骤4得到的纺丝溶液进行静电纺丝，得到MIL‑53(Fe)/纤维素/聚丙烯腈(PAN)共混纳米纤维复合膜。本发明专利技术使用金属有机骨架MIL‑53(Fe)作为吸附和光催化剂，纤维素作为吸湿材料，采用静电纺丝方法制备出具有抗菌、高效过滤和可自然降解功能的MIL‑53(Fe)/纤维素/聚丙烯腈(PAN)共混纳米纤维复合膜。

【技术实现步骤摘要】
一种制备MOF/纤维素/聚丙烯腈口罩滤芯层的方法
本专利技术属于纺织工程
，涉及一种制备MOF/纤维素/聚丙烯腈口罩滤芯层的方法。
技术介绍
按照过滤效果的高低，口罩分为KN和KP两类。其中，KN类只适用于过滤非油性颗粒物，包括KN90(≥90％)、KN95(≥95％)和KN100(≥99.97％)三个级别；而KP类适用于过滤油性和非油性颗粒物，包括KP90(≥90％)、KP95(≥95％)和KP100(≥99.97％)三个级别。KN和KP后缀的数字表示过滤效率水平，数字越高，过滤效果越好。由于KN类口罩未对合成血液穿透、表面抗湿性进行测试，因此这类口罩短时间使用可以阻挡病毒，但不能用于接触可能有喷溅患者或长时间接触患者。近年来，以Fe为中心金属离子的铁基MOFs材料，比如MIL-53(Fe)、MIL-100(Fe)、MIL-101(Fe)等在环境污染物降解吸附方面均有广泛研究。其中MIL-53(Fe)是一种以Fe(Ⅲ)为金属中心，以对苯二甲酸为有机配体组装成的三维金属有机框架材料，其具有良好的可见光响应性和优异的化学稳定性，且制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备MOF/纤维素/聚丙烯腈口罩滤芯层的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：/n步骤1，制备MIL-53(Fe)纳米颗粒；/n步骤2，合成纤维素纳米晶；/n步骤3，将聚丙烯腈和步骤2得到的纤维素纳米晶进行混合，得混合溶液；/n步骤4，将步骤1所得产物加入到步骤3得到的混合溶液中，得纺丝溶液；/n步骤5，将步骤4得到的纺丝溶液进行静电纺丝，得到MIL-53(Fe)/纤维素/聚丙烯腈(PAN)共混纳米纤维复合膜，将MIL-53(Fe)/纤维素/聚丙烯腈(PAN)共混纳米纤维复合膜置于35℃干燥箱干燥4～6h，即得。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备MOF/纤维素/聚丙烯腈口罩滤芯层的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤1，制备MIL-53(Fe)纳米颗粒；
步骤2，合成纤维素纳米晶；
步骤3，将聚丙烯腈和步骤2得到的纤维素纳米晶进行混合，得混合溶液；
步骤4，将步骤1所得产物加入到步骤3得到的混合溶液中，得纺丝溶液；
步骤5，将步骤4得到的纺丝溶液进行静电纺丝，得到MIL-53(Fe)/纤维素/聚丙烯腈(PAN)共混纳米纤维复合膜，将MIL-53(Fe)/纤维素/聚丙烯腈(PAN)共混纳米纤维复合膜置于35℃干燥箱干燥4～6h，即得。


2.根据权利要求1所述的一种制备MOF/纤维素/聚丙烯腈口罩滤芯层的方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程如下：
量取50～100mL的二甲基甲酰胺溶液为溶剂；按照FeCl3·6H2O、H2BDC和DMF的摩尔比为1：1：280～500的混合物在室温下用40KHz、300W超声振荡处理10～30min，直到形成清晰的溶液；再以200～500r/min速率机械搅拌3～6h；然后，将反应物混合物转移到反应釜中，在120℃～180℃下加热12～24h，自然冷却至室温，待冷却后用11000r/min速率离心15～30min，得到沉淀物即为MIL-53(Fe)；按照浴比1：10～30，用甲醇溶液和去离子水将所得沉淀物常温浸泡15～30min，浸泡重复3次，最后在100℃～150℃条件下重新加热8～12h，冷却至室温后，得到最终的MIL-53(Fe)纳米颗粒。


3.根据权利要求2所述的一种制备MOF/纤维素/聚丙烯腈口罩滤芯层的方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程为：
步骤2.1，前处理棉纤维；
按照浴比1：7～10，将10～20g的棉纤维加入到70～140mL、质量分数3％的氢氧化钠溶液中，在80℃～100℃条件下缓慢搅拌6～8h，待冷却后用去离子水反复洗涤直至溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，陈天宇，张雅宁，陈文豆，谷豪帅，王泳智，张文文，杨瑞瑞，王珊，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61