Page 115 - 《精细化工》2021年第6期

第 38 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.38, No.6
202 1 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2021

催化与分离提纯技术
MOF-808@PAN 纳米纤维膜的制备及其

降解芥子气模拟剂性能

张博宁 1,2 ，孙亚昕 1,2 ，吴 遥 1,2 ，张秀玲 1,2 ，于淑艳 1,2 ，李从举 1,2*

（1. 北京科技大学 能源与环境工程学院，北京 100083；2. 北京市工业典型污染物资源化处理重点实验
室，北京 100083）

摘要：以 ZrOCl 2 •8H 2 O、均苯三甲酸为原料，三氟乙酸为调节剂，水为溶剂无模板将 MOF-808 原位生长在聚丙烯
腈（PAN）纳米纤维膜上，制得了 MOF-808@PAN 纳米纤维膜。采用 SEM、XRD、FTIR、TG 及氮气吸附-脱
2
附对 MOF-808@PAN 纳米纤维膜结构进行了表征。结果表明，MOF-808@PAN 纳米纤维膜的比表面积为 441.5 m /g、
3
孔体积为 0.217 cm /g。5 μL 芥子气模拟剂 2-氯乙基乙基硫醚（CEES）在 40 mg MOF-808@PAN 纳米纤维膜上
暴露 20 h，CEES 的降解率可达 83.7%。MOF-808@PAN 纳米纤维膜使用 3 次后，CEES 的降解率仍可达 78.9%。
关键词：芥子气；金属有机框架材料；化学战剂；功能材料
中图分类号：X501 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 06-1177-06

Preparation of MOF-808@PAN nanofiber membrane and its degradation

performance of mustard gas simulation agent

1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
ZHANG Boning , SUN Yaxin , WU Yao , ZHANG Xiuling , YU Shuyan , LI Congju 1,2*
（1. School of Energy and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083,
China; 2. Key Laboratory of Resource-oriented Treatment of Industrial Pollutants, Beijing 100083, China）
Abstract: In situ growth of MOF-808 on polyacrylonitrile (PAN) (MOF-808@PAN) nanofiber membrane
was obtained using ZrOCl 2•8H 2O and trimesic acid as raw materials, trifluoroacetic acid as regulator, and
water as solvent without template. The structure of MOF-808@PAN nanofiber membrane was characterized
by SEM, XRD, FTIR, TG and nitrogen adsorption-desorption techniques. The results showed that the specific
2
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surface area and pore volume of MOF-808@PAN nanofiber membrane were 441.5 m /g and 0.217 cm /g,
respectively. The degradation rate of 5 μL mustard gas simulation agent 2-chloroethyl ethyl sulfide (CEES)
reached 83.7% after 20 h exposure on 40 mg MOF-808@PAN nanofiber membrane, while that of CEES
was still up to 78.9% after MF-808@PAN nanofiber membrane being used for 3 times.
Key words: mustard gas; metal organic frameworks; chemical warfare agent; functional materials

芥子气是一种剧毒化学战剂，会导致严重的皮 代物，其含有与芥子气相同的官能团（SCH 2 CH 2 Cl），
肤糜烂，对呼吸系统和眼睛有刺激，可通过烷基化 因此可用于模拟芥子气的毒理作用。
[1]
作用破坏 DNA，高剂量的芥子气可致人死亡 。由 目前，已有多孔吸附材料应用于芥子气的快速
[4]
于其生产过程简单，生产原料廉价，是使用最广泛 吸附净化，如金属浸渍的活性炭 吸附剂等，该材
[2]
的化学战剂之一 。芥子气具有在环境中存在时间 料具有处理快速、易于操作的特点。新一代的吸附
持久、难降解等特点。为了减少其在战争、生产和 或催化活性材料有多金属氧酸盐（POMs） [5-6] 、金
储存过程中带来的危害，需要对其进行有效处理和 属有机骨架材料（MOFs） [7-8] 等。其中，MOFs 具
[3]
降解 ，2-氯乙基乙基硫醚（CEES）是芥子气的替 有高的孔隙率、超高的比表面积、丰富的化学组成

收稿日期：2020-11-06; 定用日期：2020-12-01; DOI: 10.13550/j.jxhg.20201039
基金项目：国家自然科学基金（51973015）；中央高校基本科研业务费专项资金（06500100）
作者简介：张博宁（1995—），男，硕士生，E-mail: woshizbn@126.com。联系人：李从举（1972—），男，教授，E-mail: congjuli@ 126.com。