Page 119 - 《精细化工》2021年第6期
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第 6 期 张博宁，等: MOF-808@PAN 纳米纤维膜的制备及其降解芥子气模拟剂性能 ·1181·
与文献[23]中 MOF-808 孔径为 0.4~1.8 nm 吻合。由 纳米纤维膜显著提高了 PAN 基膜吸附降解 CEES 的
于化学战剂分子典型尺寸为 0.5~1.0 nm [25] ，因此， 能力。其可能的降解途径为水解反应和脱卤消去反
MOF-808@PAN 纳米纤维膜的孔结构使 CEES 很容 应，其中，水解反应为水在 MOF-808@PAN 纳米纤
易 进 入 其内部 结构 与更多 定位 点结合 。 MOF- 维膜表面形成羟基，随后 CEES 分子通过 S、Cl 原
808@PAN 纳米纤维膜显示出丰富的微孔，这为去除 子与复合材料上 O 基团产生氢键而被吸附到 MOF-
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CEES 提供了合适的孔径。此外，MOF-808@PAN 808@PAN 纳米纤维膜上，随后受到 Zr 的攻击，使
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纳米纤维膜的总 BET 比表面积为 441.5 m /g，孔体 C—Cl 键断裂发生水解得到无毒产物乙基 2-羟乙基
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积为 0.217 cm /g。与 PAN 纳米纤维膜（比表面积 硫醚；脱卤消去反应为 CEES 末端的 Cl 和 H 的消除
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10.4 m /g，孔体积 0.006 cm /g [26] ）、MOF-808 粉末 形成化合物乙基乙烯基硫醚，从而将 CEES 降解为
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（比表面积 1205 m /g，孔体积 0.59 cm /g [27] ）相比， 无毒产物。
MOF-808 的原位生长增加了 MOF-808@PAN 纳米纤 2.3 MOF-808@PAN 纳米纤维膜降解 CEES 的重
维膜的比表面积。MOF-808@PAN 纳米纤维膜较高 复使用性
的比表面积增加了反应位点，增加了反应的可能性。 对 MOF-808@PAN 纳米纤维膜降解 CEES 的重
复使用性进行了考察，见图 7。由图 7 可知，MOF-
808@PAN 纳米纤维膜使用 3 次后，CEES 降解率有
所下降，由 83.7%下降到 78.9%，这可能是由于重复
使用后 MOF-808 粉末部分脱落所导致的。对使用后
的 MOF-808@PAN 纳米纤维膜进行了 XRD 表征，见
图 8。由图 8 可知，经过 3 次使用后，MOF-808@PAN
纳米纤维膜的晶体结构没有发生改变，仍能保持稳
定的结构。
图 5 MOF-808@PAN 纳米纤维膜的 N 2 吸附-脱附曲线及
孔径分布
Fig. 5 N 2 adsorption and desorption curve and pore size
distribution of MOF-808@PAN nanofiber membrane
2.2 MOF-808@PAN 纳米纤维膜降解 CEES 性能
MOF-808@PAN 纳米纤维膜对 CEES 的降解率
见图 6。
图 7 MOF-808@PAN 纳米纤维膜的重复使用性
Fig. 7 Reuse performance of MOF-808@PAN nanofiber
membrane
图 6 MOF-808@PAN 纳米纤维膜对 CEES 降解性能
Fig. 6 Degradation performance of CEES by MOF-808@PAN
nanofiber membrane
由图 6 可知，反应 20 h 后，MOF-808@PAN 纳
米纤维膜对 CEES 的降解率为 83.7%，而 PAN 纳米
图 8 MOF-808@PAN 纳米纤维膜重复使用后的 XRD 谱图
纤维膜对 CEES 的降解率仅为 41.4%，只是 PAN 纳 Fig. 8 XRD patterns of MOF-808@PAN nanofiber membrane
米纤维膜对 CEES 的吸附作用。说明 MOF-808@PAN after reuse
