非缓冲条件下用于有机磷酸盐水解的壳聚糖-MOF-聚合物核壳纤维的制备

《ACS Applied Engineering Materials》：Formulation of Chitosan-MOF-Polymer Core–Shell Fibers for Organophosphate Hydrolysis under Nonbuffered Conditions

金属有机框架与壳聚糖构建复合材料，在无缓冲液条件下高效催化有机磷水解，通过3D打印技术制备核壳纤维增强活性，聚电解质复合提升涂层覆盖，化学粘合SEBS弹性聚合物提高纤维稳定性，推动可回收MOF材料应用。

　　

金属有机框架（MOFs）已被证明可以促进有机磷酸盐的水解；然而，它们通常需要胺类缓冲剂来提高水解活性和转化率。虽然非挥发性缓冲剂可以通过胺类聚合物整合到MOF复合材料中，但由于聚合物复合材料中MOF的可及性和亲水性降低，固态MOF在水解有机磷酸盐方面的效果会减弱。在这里，我们利用亲水性的生物聚合物壳聚糖与MOFs结合，制备了在无缓冲条件下能够高效水解二甲基对硝基苯基磷酸（DMNP）的复合材料。此外，我们还使用了一种丙烯酸基3D打印双喷嘴来制造高反应性的核壳湿法纺丝纤维。这种制造工艺适用于不同的核心聚合物，并有助于实现纤维强度和弹性特性的模块化设计。我们发现，聚电解质络合（PEC）技术能够增强壳聚糖-MOF对纤维核心的包覆效果，从而提高DMNP的水解速率。为了在物理处理弹性纤维时保持壳聚糖-MOF包层的稳定性，我们将MOF-壳聚糖层化学粘附到氯甲基功能化的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯（SEBS）弹性聚合物上。我们认为，我们制备的活性纤维为MOF复合材料在有机磷酸盐防护领域的实际应用和回收利用带来了新的进展。