一种死漆聚合催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种死漆聚合催化剂及其制备方法和应用，涉及铁基金属

【技术实现步骤摘要】
一种死漆聚合催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于天然高分子材料领域，特别涉及一种具有向内凹的八面体形貌的MIL
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101(Fe)催化剂的制备方法及其催化死漆聚合成膜的应用。

技术介绍

[0002]天然生漆又称“国漆”或“大漆”，是一种具有优良综合性能的天然涂料。生漆是漆树分泌的一种纯天然的乳白色液体，在接触氧气后颜色逐渐转为褐色，表面逐渐硬化成膜。生漆是通过漆酶催化聚合成膜。生漆成膜后具有优异的耐酸性，耐热性、耐磨性、耐腐蚀等性能，其优异的综合性能是其它合成涂料所无法与之比拟。但它也存在一些缺点，如生漆具有致敏性，必须在特定的条件下(相对湿度不低于80％，温度为20～30℃)才能固化成膜，粘度大不易施工等，这些缺点限制了生漆作为涂料大面积的应用和推广。此外，生漆在使用过程中会因保存方式不当或时间过久，导致漆酶失活，使生漆变为无法自然固化成膜的死漆。死漆因无法自干而被用于提取漆酚，在提取过程中需要使用大量的有机溶剂，从而造成环境污染，也导致生漆资源的浪费。
[0003]近年来，金属
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有机骨架材料(Metal
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Organic Frameworks，MOFs)受到越来越多研究团队的关注。MOFs材料是由有机配体和无机金属离子自组装形成的具有周期性网络结构的晶体。其具有极高的孔隙率、超大的比表面积和有序的孔道结构，在传感、吸附、药物缓释及气体的储存等领域都有广泛的应用。由于组成MOFs材料的连接体和金属的种类及配位方式的多样性，赋予该类材料高度调变性和可裁性，为其在死漆催化聚合中的应用提供更多的可能。目前Fe
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MOFs材料由于其优异的可见光捕获能力和高分散的铁活性位点，被认为是最有潜力的光催化剂(与光源接触才能进行光催化反应)。但是尚未发现利用Fe
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MOFs材料催化生漆或死漆聚合以及提高漆膜性能的研究和专利文献。
[0004]因此，本专利技术通过溶剂热法制备了Fe
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MOFs催化剂，并将其应用于死漆催化聚合反应中，有望解决死漆因漆酶失活而无法固化的难题，具有广阔的应用前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是改善生漆应用过程中存在的问题，主要是针对死漆因漆酶失活而无法固化的难题，提供了一种死漆聚合催化剂及其制备方法和应用，利用Fe
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MOFs催化剂的催化作用，提高生漆干燥性能，恢复死漆固化活性。
[0006]本专利技术是通过如下技术方案实施的：
[0007]一种死漆聚合催化剂，为具有向内凹的八面体形貌的Fe
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MOFs材料MIL
‑
101(Fe)。
[0008]所述的催化剂的制备方法，将FeCl3·
6H2O和H2BDC分别溶于DMF溶液，溶解完全后，将含H2BDC的DMF溶液滴加到含FeCl3·
6H2O的DMF溶液中，超声5
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10分钟，将得到的混合溶液在110℃的烘箱中反应24h，自然冷却至室温，反应物依次用DMF、甲醇溶液洗涤纯化，离心过滤提取产物，并在80
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120℃的真空条件下处理8h，最终收集到的产品即为MIL
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101(Fe)。
[0009]进一步地，FeCl3·
6H2O和H2BDC的摩尔比为n(FeCl3·
6H2O)/n(H2BDC)＝2:1、1:1或
1:2。
[0010]本专利技术还提供了所述的死漆聚合催化剂在催化死漆成膜中的应用。
[0011]具体应用中，将一定量的Fe
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MOFs催化剂均匀分散在死漆液中，涂膜，常温干燥后即得漆膜。
[0012]进一步地，所述死漆的固含量为80％
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95％。
[0013]进一步地，所述的Fe
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MOFs催化剂的添加量为死漆的0.5wt％
‑
10wt％。
[0014]进一步地，所述的均匀分散方法为搅拌、均质或球磨。
[0015]进一步地，所述的涂膜是将混合均匀的催化剂/死漆涂布于马口铁片上。
[0016]本专利技术所产生的有益效果为：
[0017]1)研究结果表明，加入催化剂的死漆液在8h内可实现实干，而不加催化剂的死漆液历经1440h仍未表干，表明具有向内凹的八面体形貌的MIL
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101(Fe)催化死漆成膜效果显著。本专利技术所提供的催化剂能够在漆酶失活的前提下恢复死漆固化活性，明显缩短死漆固化成膜所需要的时间，提高漆膜物理机械性能，有望解决死漆因漆酶失活而无法固化的难题。
[0018]2)本专利技术合成的MIL
‑
101(Fe)催化剂具有较高的比表面积和孔隙率及独特的向内凹的八面体形貌，有利于降低电子传导阻力、提高界面水和氧的传递效率；并且，结构中的金属不饱和配位点可以作为Lewis酸性位点直接接受漆酚的电子并促进醌型过渡态的形成和转化，有利于提高死漆的催化聚合速度。
[0019]3)本专利技术所采用的制备方法简单、易行，制备过程绿色、环保，且催化过程无需额外采用氙灯作为光源，室温下即可进行，具有广阔的应用前景。
[0020]本专利技术首次将Fe
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MOFs材料应用于死漆催化聚合反应上，不仅拓展了MOFs材料的应用领域。同时，也为死漆资源利用提供实验基础。
附图说明
[0021]下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0022]图1为本专利技术实施例1
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3及对比例1制备的MIL
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101(Fe)样品的XRD图谱；
[0023]图2为本专利技术实施例1
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3及对比例1制备的MIL
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101(Fe)样品的红外图谱；
[0024]图3为本专利技术实施例1
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3及对比例1制备的MIL
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101(Fe)样品的扫描电镜图，图3中a为MIL
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101(Fe)
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1，b为MIL
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101(Fe)
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2，c为MIL
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101(Fe)
‑
3，d为MIL
‑
101(Fe)
‑
4；
[0025]图4为本专利技术实施例3和对比例2室温下死漆聚合图片，图4中A表示对比例2，B表示实施例3。
具体实施方式
[0026]本专利技术提出一种具有特殊形貌的死漆聚合催化剂及其制备方法和应用。下面结合具体实施例对本专利技术所提供的MIL
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101(Fe)催化剂及其催化死漆聚合应用进行详细的说明。
[0027]实施例1
[0028]将2.025g FeCl3·
6H2O和2.472gH2BDC分别溶于30mL DMF溶液。溶解完全后，将含H2BDC的DMF溶液滴加到含FeCl3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种死漆聚合催化剂，其特征在于：为MIL
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101(Fe)催化剂，所述催化剂具有向内凹的八面体形貌。2.一种如权利要求1所述的死漆聚合催化剂的制备方法，其特征在于：以FeCl3·
6H2O为铁源，H2BDC为配体，分别溶于DMF溶剂中，然后将含H2BDC的DMF溶液滴加到含FeCl3·
6H2O的DMF溶液中混合，采用溶剂热法合成所述MIL
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101(Fe)催化剂。3.根据权利要求2所述的死漆聚合催化剂的制备方法，其特征在于：将FeCl3·
6H2O和H2BDC分别溶于DMF溶液，溶解完全后，将含H2BDC的DMF溶液滴加到含FeCl3·
6H2O的DMF溶液中，超声5
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10分钟，将得到的混合溶液在110℃的烘箱中反应24h。自然冷却至室温...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑笑笑，杨康，李晓晴，陈钡琳，徐艳莲，林凤采，林棋，郑国才，
申请(专利权)人：闽江学院，
类型：发明
国别省市：