一种MOFs涂料及其制备方法和在空气净化中的应用技术

本发明专利技术公开了一种MOFs涂料及其制备方法和在空气净化中的应用。该MOFs涂料包括如下按重量份计算的组分：水性树脂90～150份；多孔材料5～45份；无机粘结材料8～50份；消泡剂0.5

【技术实现步骤摘要】
一种MOFs涂料及其制备方法和在空气净化中的应用


[0001]本专利技术涉及涂料
，尤其是涉及一种MOFs涂料及其制备方法和在空气净化中的应用。

技术介绍

[0002]在城市空气质量的主要指标PM2.5的组分中，汽车尾气和工艺废气中所含的氮氧化合物是最主要组分之一。氮氧化物对人体和动植物均能产生毒害作用，是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质之一。高架路桥通常车流量巨大，空气污染严重。进而空气净化技术也越来越引起人们的重视。甲醛是有毒有害气体中的一种，当前甲醛清除方案中，主要有物理吸附法以及化学分解法。物理吸附法要使用吸附载体，吸附载体其可以通过多孔材质具有吸附性的特性，来捕捉空气中的甲醛分子，现有的吸附载体主要有：硅藻土，竹炭纤维，活性炭，海泡石等。对于化学分解法而言，其采用的分解剂通常有：氧化锰，纳米银胶，光触媒以及蛋白酶等。
[0003]但是上述物质与涂料配合时并不能满足其高效的空气净化效果，因此，有必要提供一种空气净化效果好的涂料。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种MOFs涂料。
[0005]本专利技术的第二方面还提供MOFs涂料的制备方法。
[0006]本专利技术的第三方面还提供MOFs涂料在空气净化中的应用。
[0007]本专利技术的第一方面实施例提供一种MOFs涂料，包括如下按重量份计算的组分：
[0008][0009]所述多孔材料为Ce掺杂Fe
‑
MOFs。<br/>[0010]根据本专利技术实施例的MOFs涂料，至少具有如下有益效果：
[0011]本专利技术选择以Ce掺杂Fe
‑
MOFs作为多孔材料，由于MOFs孔结构丰富、比表面积大、可高效吸附甲醛、甲苯、苯和氨等有害物质；由于Fe
‑
MOFs中还掺杂有铈，吸附后的有害物质能直接在Fe
‑
MOFs材料中进行催化氧化降解；明显优于市面其他空气净化涂料。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述多孔材料中，Ce和Fe的摩尔比为1：(5～10)。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述的Ce掺杂Fe
‑
MOFs的制备方法包括如下步骤：
[0014]S1、将有机配体溶解于水或N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得到有机配体溶液；
[0015]S2、将Ce和Fe的混合金属盐加入到有机配体溶液中，搅拌均匀得到Ce掺杂Fe
‑
MOFs前驱体混合溶液；
[0016]S3、将混合溶液进行水或溶剂热反应，完成后，固液分离，固体真空烘干得到多孔Ce掺杂Fe
‑
MOFs。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述有机配体为反丁烯二酸、对苯二甲酸和2
‑
甲基咪唑中的一种或多种。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述的混合金属盐为六水合氯化铁/六水合硝酸铈和六水合氯化铁/四水合硫酸铈中的一组。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，步骤S3中，反应温度为60～90℃，反应时间为10～24h，真空烘干温度为100～150℃。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述水性树脂为水性丙烯酸树脂或水性聚氨酯。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述无机粘结材料包括氢氧化钙、灰钙粉、水泥、硅酸盐、铝酸盐和石膏中的一种或多种。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述消泡剂包括矿物油消泡剂或有机硅消泡剂中的至少一种。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述分散剂包括聚乙二醇。
[0024]本专利技术的第二方面实施例提供一种MOFs涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0025]S4、将水性树脂、多孔材料、无机粘结材料和分散剂混合得到混合物；
[0026]S5、在混合物中加入消泡剂，继续混合，即得MOFs涂料。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，步骤S1中，混合的转速为600～900转/分钟。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，步骤S2中，混合的转速为200～300转/分钟。
[0029]本专利技术的第三方面提供所述的MOFs涂料在空气净化中的应用。
[0030]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
具体实施方式
[0031]以下是本专利技术的具体实施例，并结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0032]本专利技术所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本
常规试剂、方法和设备。
[0033]水性树脂：水性丙烯酸树脂，巴斯夫678，巴斯夫公司；
[0034]多孔材料A：Ce掺杂Fe
‑
MOFs，自制；
[0035]多孔材料B：Fe
‑
MOFs，自制；
[0036]无机粘结材料：氢氧化钙，市售；
[0037]消泡剂：有机硅消泡剂，迈图消泡剂SAG4865，上海广百新材料有限公司；
[0038]分散剂：聚乙二醇，市售；
[0039]Ce掺杂Fe
‑
MOFs的制备方法如下：
[0040]S1、在磁力搅拌下，按照水和有机配体反丁烯二酸摩尔比为500:1，将有机配体加入水溶液中，溶解完全后得到有机配体溶液；
[0041]S2、将n(Ce):n(Fe)摩尔比为1:7的混合金属盐(六水合硝酸铈和六水合氯化铁)加入到有机配体反丁烯二酸溶液(其中n(Ce):n(Fe)的总摩尔量与反丁烯二酸的摩尔比为1:1)中，搅拌均匀得到Ce掺杂Fe
‑
MOFs前驱体混合溶液；
[0042]S3、将混合溶液转移到含有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在70℃下水热反应24h后，离心分离，沉淀洗涤，在100℃下真空烘干24h得到多孔Ce掺杂Fe
‑
MOFs。
[0043]Fe
‑
MOFs的制备方法如下：Fe
‑
MOFs的制备方法与Ce掺杂Fe
‑
MOFs的制备方法相同，其区别在于，不加入铈盐。
[0044]实施例1
[0045]实施例1提供一种MOFs涂料，组分含量见表1，制备方法如下：
[0046]S4、将水性树脂、多孔材料、无机粘结材料和分散剂混合得到混合物，转速为700转/分钟；
[0047]S5、在混合物中加入消泡剂，继续混合，转速为200转/分钟，即得MOFs涂料。
[0048]实施例2～3
[0049]实施例2～3提供一系列MOFs涂料，组分含量见表1，制备方法同实施例1。
[0050]对比例1
[0051]对比例1提供一种MOFs涂料，组分含量和制备方法同实施例1，其区别在于，对比例1的MOFs为Fe
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOFs涂料，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：所述多孔材料为Ce掺杂Fe
‑
MOFs。2.根据权利要求1所述的MOFs涂料，其特征在于，所述多孔材料中，Ce和Fe的摩尔比为1：(5～10)。3.根据权利要求1所述的MOFs涂料，其特征在于，所述的Ce掺杂Fe
‑
MOFs的制备方法包括如下步骤：S1、将有机配体溶解于水或N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得到有机配体溶液；S2、将Ce和Fe的混合金属盐加入到有机配体溶液中，搅拌均匀得到Ce掺杂Fe
‑
MOFs前驱体混合溶液；S3、将混合溶液进行水或溶剂热反应，完成后，固液分离，固体真空烘干得到多孔Ce掺杂Fe
‑
MOFs。4.根据权利要求1所述的MOFs涂料...

【专利技术属性】
技术研发人员：余晴，栗梦真，李依阳，李官燕，岳肖晨，赫倚风，陈香萌，彭万喜，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：