废旧纺织物低温合成MOF 制备绿色防水涂层技术诞生

2024年10月17日10:28 来源：慧正资讯

慧正资讯，MOF（金属有机框架）材料的应用，在功能性涂料领域得到进展。近日，美国康奈尔大学的研究小组，通过废旧纺织物作为原料在室温下合成MOF制作防水涂层，这种涂层对人类和环境比目前的涂层更安全，目前的涂层通常由刺激性化学物质和致癌物制成。

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合成超疏水或防水涂层的低温技术，使用无需分离或净化废弃纺织品在室温下合成MOF，并且涂料体系采用了水或乙醇作为溶剂体系，整个工艺环境在可持续上表现出色。这一技术的研究论文《由废弃聚酯/氨纶纺织品制成的受 UiO-66 启发的超疏水涂层》已经在9月21日发表在ACS Applied Materials and Interfaces（ACS 应用材料与界面）的期刊中，Yelin Ko为第一作者，Hinestroza和Tamer Uyar为合著人。

这项研究是对2023年发表的研究的延伸，该研究证明旧衣服可以通过化学分解重新利用聚酯化合物来制造MOF颗粒，这些颗粒可能在防火、抗菌或抗皱方面具有应用潜力。这项新研究将这一概念证明直接应用于实际。

MOF是一类由金属中心（金属离子或金属簇）和有机配体通过自组装相互连接形成的多孔晶体材料，具有孔隙率高的结构特点。由于金属盐与配体的种类繁多，二者的不同的排列组合产生了数量庞大的新MOF，目前已合成上万种MOF。MOF技术由化学家Omar Yaghi在20世 90年代开创的独特结构，Hinestroza 在2000年代后期与Omar Yaghi合作获得了美国国防部的资助，他们通过化学分解废弃的聚酯纺织品合成，形成一种异质体，其中含有聚酯分子及其单体、染料、添加剂和通常与旧衣服有关的污垢。研究人员将废弃的织物暴露在碱性解聚过程中，用来产生对苯二甲酸二钠，这是一种已知的用于合成 UiO-66（一种流行的 MOF）的连接剂。他们使用不同量的乙醇进行了实验，发现使用少量乙醇，组装在聚酯和氨纶基底上的UiO-66表现出超疏水行为。研究小组发现，氨纶碎片改变了原本亲水的MOF结构，使其具有疏水性。此外，UiO-66材料经过反复清洗和磨损后仍保持其防水性。

随后研究小组表示，这项技术是减少世界对纺织品制造中有害化学物质依赖的一种方式。“我们必须找到氟化整理剂（也称为‘永久化学品’）的替代品，”Uyar 说。“这项研究展示了我们如何通过升级再造纺织废料而不是依赖‘永久化学品’来实现功能性整理，包括防水和自清洁性能。 ”Hinestroza补充，这项工作的“升级再造”方面是最重要的。这项研究利用了康奈尔材料研究中心共享设施，这些设施得到了美国国家科学基金会的支持。其他支持来自富布赖特美国学生计划，该计划由美国国务院和韩裔美国人教育委员会赞助。

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