金属-有机骨架化合物/壳聚糖纤维复合材料的制备、表征及性能

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanjiezm
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金属-有机骨架化合物(简称MOFs)基纤维复合材料是当今化学战剂芥子气(简称HD)和梭曼(简称GD)防护材料领域的一个研究热点。本论文利用母液中交替浸渍n次组装的方法在壳聚糖纤维上负载化学战剂的洗消剂,制备了(HKUST-1)n@壳聚糖纤维复合材料(1)和(MOF-5)n@壳聚糖纤维复合材料(2),进一步利用紫外还原法制备了Nano Ag@MOF-5@壳聚糖纤维复合材料(3)。对这些复合材料进行的IR光谱、ICP分析、EDX能谱、扫描电镜SEM和X-射线粉末衍射P-XRD等表征表明HKUST-1、MOF-5和Ag@MOF-5分子成功地组装到了壳聚糖纤维上。此外,我们考察了(1)和(3)壳聚糖纤维复合材料对HD和GD的洗消性能及其动脉止血性能,结果主要包括以下几个方面:  (1)通过交替浸渍自组装法在表面含有羧基官能团的壳聚糖纤维上负载HKUST-1消解洗消剂。考察了负载量对洗消性能的影响,结果表明随着HKUST-1负载量的增加,在相同温度和相同洗消时间内,GD和HD的洗消率均呈现上升的趋势。HD和GD基于(HKUST-1)4@壳聚糖纤维作为洗消材料的洗消反应速率常数和半衰期t1/2分别为0.017 min-1,40.76 min和0.012 min-1,57.75 min。经简单处理后,多次循环催化消解HD和GD,消解材料仍保持很高的催化消解活性。(HKUST-1)4@壳聚糖纤维动脉止血成功比例为75%,与空白壳聚糖纤维相当。灌胃毒性实验表明只有在大剂量时才显现对脏器的毒性,表明HKUST-1@壳聚糖纤维复合材料是一种对皮肤无毒性的兼具止血性和生化战剂防护性的多功能材料.  (2)利用母液交替浸渍法将MOF-5负载于羧甲基化的壳聚糖纤维上,进而通过紫外还原法在MOF-5@壳聚糖纤维上固载银,得到Ag@(MOF-5)4@壳聚糖纤维复合材料。该复合材料对糜烂性化学战剂的洗消性能和动脉止血性能测试结果表明HD基于NanoAgm@(MOF-5)4@壳聚糖纤维洗消材料洗消的效率随着Ag负载量的增大而增大,相应吸附洗消动力学参数:k(HD)=0.011 min-1,t1/2(HD)=63.0 min。Nano Ag@(MOF-5)4@壳聚糖纤维复合材料用于老鼠动脉的止血性能并未因Nano Ag@MOF-5的存在而受到阻碍。空白壳聚糖纤维和Nano Ag80@(MOF-5)4@壳聚糖纤维的止血成功率分别为80%和75%。表明Nano Ag80@(MOF-5)4@壳聚糖纤维复合材料是一种兼具止血性和生化战剂防护性的多功能材料。
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