Control de la unión de interfaz para el crecimiento in situ del marco metal-orgánico bimétalico en nanofibras de ácido poliláctico y estudio de su rendimiento en la captura de nanopartículas
El ácido poliláctico (PLA) muestra un amplio potencial en el campo de la filtración de nanopartículas, pero su aplicación práctica está limitada por problemas como el bajo rendimiento del electret (capacidad del material para almacenar carga electrostática) y la insuficiente eficiencia de filtración. Por lo tanto, es importante modificar el PLA para mejorar su rendimiento de filtración. En este estudio, se utilizó una membrana de nanofibras de PLA fabricada por electrohilado como matriz, y mediante la estrategia de modificación superficial con polidopamina (PDA), se construyó en la superficie de las fibras una capa activa de interfaz con fuerte adhesión y múltiples grupos funcionales, induciendo así el crecimiento controlado in situ de un marco metal-orgánico bimétalico Zn (cinc)/Co (cobalto) (Zn/Co-MOF). Finalmente, se preparó una membrana de nanofibras electrohiladas funcionalizada con MOF bimétalico (BMF-PLA) que presenta una estructura micro/nano jerárquica y un área superficial específica significativamente aumentada. La membrana exhibe una estructura rugosa jerárquica y una red tridimensional continua formadas por nanopartículas MOF bimétalicas ancladas uniformemente en la superficie de las fibras, lo que mejora significativamente la transferencia de masa del aire y la eficiencia de filtración de partículas. La eficiencia de filtración de BMF-PLA para PM2.5 y PM0.3 alcanza hasta un 99,22 % y 97,65 % respectivamente, lo que le confiere una ventaja significativa en el campo de la purificación del aire. Este estudio no solo proporciona una estrategia funcional de superficie eficaz y factible para la alta performance de materiales filtrantes de PLA, sino que también ofrece una nueva perspectiva para diseñar y desarrollar una nueva generación de materiales de filtración de aire sostenibles y de alto rendimiento.
关键词
membrana de nanofibras electrohiladas; marco metal-orgánico bimétalico; modificación superficial con polidopamina; filtración de partículas; funcionalización de superficie