重氮自由基共價接枝制備多功能MOF@織物

近日，蘇州大學紡織與服裝工程學院李戰(zhàn)雄教授課題組和新加坡國立大學材料科學與工程學院Tan Swee Ching 教授課題組利用重氮自由基共價接枝的方法在纖維表面引入側(cè)基為羧基的芳香聚合物鏈刷，然后通過層層自組裝（LbL），在羧基功能化棉織物（CF—COOH）上原位生長1,3,5-苯三甲酸（BTC）基MOF。CuBTC MOFs 在抗菌、催化劑和除氨等領(lǐng)域都有很好的實際應用，但其一直被認為是一種典型的水解不穩(wěn)定MOF。因此，研究人員采用一種疏水化后整理的方法來提高MOF的水穩(wěn)定性，制備出超疏水MCF（SMCF）。最終，水穩(wěn)定性SMCF 大大擴展了其在醫(yī)療保健、安全防護等領(lǐng)域的應用前景。

以間氨基苯甲酸為前體，通過重氮自由基聚合法接枝改性棉織物，成功在棉纖維上引入羧基芳香聚合物鏈，為后續(xù)金屬離子的固著提供了豐富的活性位點；然后通過層層自組裝在纖維表面生長CuBTC 晶體，制得MOF@織物。

疏水化后MOF@織物對水接觸角為（168.4 ± 1.6）°，滾動角為（1.8 ± 0.2）°，粘附力低至16.17μN，同時表現(xiàn)出良好的酸、堿穩(wěn)定性；由于其超疏水性能，其耐水解穩(wěn)定性得到了很大提升，可以經(jīng)受在30℃的水中浸泡120h，而未經(jīng)疏水化改性MOF@織物表面的MOF 晶體顆粒在30℃下浸泡6 h 后完全水解。

制備得到的超疏水MOF@織物表現(xiàn)出優(yōu)異的自清潔、抗污、自修復、抗紫外線和抗結(jié)冰性能，還可以實現(xiàn)對天然抗菌劑精油的負載，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌性能。

利用COMSOL 模擬計算驗證了超疏水MOF@織物抗結(jié)冰的機制：通過表面高粗糙度的MOF 晶體涂層顯著減少水滴與織物之間的接觸面積，使其表面液滴經(jīng)歷更長的過冷和相變過程，最終達到延遲結(jié)冰的效果。

（摘編自高分子科技）