一种基于MOF材料紫外屏蔽添加剂的制备方法

本发明属于材料保护应用领域，具体涉及一种基于mof材料紫外屏蔽添加剂的制备方法。

背景技术：

1、金属-有机框架(mofs)材料是由有机配体和无机金属中心之间的配位键组成的周期性多孔网络结构化合物，由于其丰富的孔隙度、高比表面积以及多种光生电子传递机制，在发光传感、生物医学、光催化等领域具有广泛的应用前景。

2、arsalan等研究发现zr(iv)型mof/环氧树脂复合涂层与纯环氧树脂涂层相比，复合涂层的热性能和力学性能有了很大的改善，在1.2wt％的mof含量时下，环氧树脂膜的紫外线屏蔽性能显著增强。

3、nh2-uio-66(ce)是金属离子与2-氨基对苯二甲酸反应得到的mof产品，其结构上连接有氨基(-nh2)基团，具有原料成本、光稳定性及表面活性高、丰富的孔隙率、高比表面积等性能。

4、-nh2不仅促进了mof中的电荷转移相互作用，同时还可与基材中的一些基团(-nh2、-oh等)形成氢键从而增加基材的紫外线屏蔽能力和mof材料在基材中的分散性，但由于具有大的带隙而紫外光吸收范围较小。

5、为了解决上述问题，本发明利用mofs材料的复合来提高材料的电荷转移能力，加强载流子的有效分离，从而优化紫外光的屏蔽性能。

技术实现思路

1、本发明针对以上现有物质的优缺点，在nh2-uio-66(ce)结构中引入nh2-uio-66(fe)，利用nh2-uio-66(ce)和nh2-uio-66(fe)的耦合，达到强化紫外线全波段范围内屏蔽目的。

2、本发明为实现发明目的采用如下具体技术方案：

3、1、将六水硝酸铈[ce(no3)·6h2o]、无水氯化铁(fecl3)和2-氨基对苯二甲酸(nh2-bdc)加入到n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中，搅拌溶解，使其混合均匀。

4、2、将混合物转移到高压反应釜，在150℃反应20h，冷却至室温，离心，洗涤，干燥，制得铈/铁金属-有机框架材料[nh2-uio-66(ce/fe)]。

5、3、在步骤1中ce(no3)·6h2o和无水fecl3的总摩尔数(n总)与溶剂dmf的体积之比为1mmol：(8～10)ml，n总和nh2-bdc的摩尔数之比为2：1。

6、4、为综合考虑材料的紫外屏蔽性能和可见光的透过率，在步骤1中ce(no3)·6h2o和fecl3的摩尔数之比为3：7。

7、5、在步骤1中洗涤剂先用溶剂dmf，再用无水乙醇洗涤。

8、6、为使步骤2所得到的纳米粒子能在溶解基材的溶剂中分散完全，超声，使其与聚合物溶液混合，搅拌得到均匀分散液。

9、7、将成膜液脱泡处理后在平板上流延成膜，在空气中静置成型，干燥至恒重，剥离后得到紫外屏蔽膜。

10、本发明方法简单，制得的紫外屏蔽剂在含有可与mof中-nh2形成氢键(-nh2、-oh等基团)的聚合物基材中分散性良好，可作为相关高分子材料紫外屏蔽添加剂使用。

技术特征：

1.一种基于mof材料紫外屏蔽添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下合成步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于mof材料紫外屏蔽添加剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中ce(no3)·6h2o和fecl3的总摩尔数(n总)与dmf的体积之比为1mmol：(8～10)ml，n总和nh2-bdc的摩尔数之比为2：1。

3.根据权利要求1所述的一种基于mof材料紫外屏蔽添加剂的制备方法，其特征在于，综合考虑材料的紫外屏蔽性能和可见光的透过率，步骤(1)中ce(no3)·6h2o和fecl3的摩尔数之比为3：7。

4.根据权利要求1所述的一种基于mof材料紫外屏蔽添加剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中洗涤剂为先用dmf，再用无水乙醇洗。

5.根据权利要求1所述的一种基于mof材料紫外屏蔽添加剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所得的纳米粒子在溶解基材的溶剂中超声分散完全，与聚合物溶液混合，搅拌得到均匀分散液。

6.根据权利要求1所述的一种基于mof材料紫外屏蔽添加剂的制备方法，其特征在于，分散液在平板上流延成膜，空气中静置成型，干燥至恒重，剥离得到紫外屏蔽膜。

技术总结本发明涉及一种Fe/Ce‑双金属复合有机骨架(MOF)紫外屏蔽添加剂的制备方法，属于材料保护领域。本发明的优点在于工艺过程简单，利用两种MOF在不同波长区间紫外吸收能力的差别，促进MOF材料抵抗紫外光的波段协同作用，达到强化紫外线全波段范围内屏蔽目的，同时MOF结构中的‑NH<subgt;2</subgt;可以与含有‑OH(NH<subgt;2</subgt;)等高分子材料形成氢键，增加紫外屏蔽剂在以上聚合物基体中的相溶性，是MOF材料的创新性应用。技术研发人员：马祥梅,武宜清,王斌,吴云峰受保护的技术使用者：安徽理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18