新型MOF@木材復合材料的制備及其染料吸附和阻燃性能研究

編號：FTJS09599

篇名：新型MOF@木材復合材料的制備及其染料吸附和阻燃性能研究

作者：張旭鵬 朱剛 鄧書端 李輝 張朝嶺 李凱錢

關鍵詞： 金屬-有機骨架 木材 復合材料 吸附 阻燃

機構(gòu)： 西南林業(yè)大學材料科學與工程學院 林業(yè)生物質(zhì)資源高效利用技術國家地方聯(lián)合工程研究中心 西南林業(yè)大學云南省木材膠黏劑及膠合制品重點實驗室

摘要： 金屬-有機骨架(MOF)晶體的實際應用通常受其粉末形態(tài)的限制。將天然輕木作為基體負載MOF顆粒,采用簡便通用的生長策略成功制備了一系列新型MOF@木材(MOF=UiO-66,ZIF-8和ZIF-67)復合材料,并系統(tǒng)研究了其微觀結(jié)構(gòu)、阻燃性能及其對亞甲基藍(MB)染料的吸附行為。研究結(jié)果表明,不同晶粒尺寸和形貌的MOF引入木材基體后,大量均勻分布在木材支架內(nèi)的管腔表面并保持了其結(jié)晶度。其中,ZIF-8@木材具有更加優(yōu)異的MB吸附能力,對MB的去除率為82.5%,最大吸附量可達210.9 mg·g-1。吸附過程符合偽二階動力學模型,說明MOF@木材對MB的吸附主要為化學吸附。此外,UiO-66的摻入對木材基體早期熱穩(wěn)定性和炭層形成的影響優(yōu)于ZIFs。相比于天然木材,UiO-66@木材的熱釋放峰值(PHRR)由94.5 W·g-1急劇降至36.5 W·g-1,總熱釋放量(THR)從7.7 kJ·g-1下降到5.4 kJ·g-1。同時,在800℃的炭化率顯著提高了84.8%。本研究為設計和構(gòu)筑功能化MOF@木材復合材料提供了新的途徑,可能促進其在環(huán)境和綠色建筑等領域的應用。