1. 生物质香草醛衍生聚合物静电纺丝制备含醛基纳米纤维及其作为吸附剂的应用
北京化工大学潘凯研究员&邓建平教授合作首次以生物质香草醛衍生聚合物为原料，采用静电纺丝技术制备了含醛基纳米纤维膜（ANFMs）。
功能性醛基易于接触并可有效地进行席夫碱反应，然后通过还原反应和质子化反应对纤维膜进行改性。
作为吸附剂可很好地去除阴离子污染物。对甲基橙和十二烷基硫酸钠的最大吸附量分别达到406.6和636.0 mg/g。
以聚乙烯醇和磺胺甲噁唑为模型，所得纳米纤维对非离子有机污染物也有一定的吸附作用。
Ran Zhao, et al. Aldehyde-containing nanofibers electrospun from biomass vanillin-derived polymer and their application as adsorbent. Separation and Purification Technology, 2020. DOI: 10.1016/j.seppur.2020.116916
2. 电纺Janus型纳米纤维用于氧还原反应的电催化剂
北京化工大学潘凯研究员团队采用自行研制的双面静电纺丝头，结合静电纺丝工艺和热处理工艺，制备了具有双面结构的CoOx/C纳米纤维。
CoOx/C纳米纤维具有大量的石墨化碳分布在Janus纳米纤维的一半上，而CoOx/C纳米颗粒则嵌入到Janus纳米纤维的另一半上，分布均匀。
CoOx/C作为ORR催化剂，在CoOx/C中石墨碳、吡啶N和CoOx对其催化活性有协同作用。
本工作的制备方法简单易行、结构可控、成分可调，为制备具有不同功能的Janus结构纳米纤维提供了一种可行的方法。
Xueyuan Cao, et al. Electrospinning Janus Type CoO x /C Nanofibers as Electrocatalysts for Oxygen Reduction Reaction. Advanced Fiber Materials, 2020. DOI: 10.1007/s42765-020-00033-z
3. 柔性Janus电纺纳米纤维薄膜摩擦纳米发电机
北京化工大学潘凯研究员团队开发了一种可穿戴的摩擦电纳米发电机(TENG)，它完全由Janus电纺纳米纤维薄膜制成。
这种全纳米纤维的TENG不仅具有超轻量和高柔韧性，而且由于其多孔结构而具有优异的透气性。
不对称导电Janus结构也为改善电极与起电层之间较差的附着力提供了有效途径。
柔性、透气TENG在自供电可穿戴设备上有着巨大的应用潜力，可以从日常生活中获取各种机械能，实现对人体运动的实时监控。
Zhen Qin, et al. Flexible Janus Electrospun Nanofiber Films for Wearable Triboelectric Nanogenerator. Advanced Materials Technologies, 2019. DOI:10.1002/admt.201900859
4. 电纺丝负载Fe2C的碳纳米纤维作为氧还原反应的有效电催化剂
北京化工大学潘凯研究员团队通过直接热解电纺丝法制备的含碳、铁的Janus纤维前驱体制备一种新型碳基非贵金属催化剂，即碳化铁纳米颗粒纳米碳纤维(Fe2C/CNFs)。
由于Fe2C颗粒与Pt/C催化剂之间具有较强的结合力，其稳定性优于工业Pt/C和纳米纤维催化剂。
由于Fe2C纳米粒子在纳米纤维表面分散均匀、接触面积大以及CNFs的电导率高，使得Fe2C/CNFs在碱性介质中表现出良好的ORR电催化活性和稳定性，有望成为贵金属催化剂的良好替代品。
Yangxiu Liu, et al. Electrospun Fe2C-loaded carbon nanofibers as efficient electrocatalysts for oxygen reduction reaction.Nanotechnology, 2019. DOI:10.1088/1361-6528/ab1777
5. 基于褶皱纳米纤维膜的柔性可拉伸摩擦纳米发电机
北化大潘凯研究员&中科院纳米所李从举教授通过静电纺丝方法以及褶皱石墨烯制备技术的有机结合，设计并发展了一种基于褶皱纳米纤维复合膜的柔性可拉伸单电极式TENG用于环境机械能收集以及可穿戴式自供能监测传感。
以还原氧化石墨烯（RGO）膜和聚（偏二氟乙烯-六氟丙烯）纳米纤维膜分别作为TENG的电极层和摩擦层。创造性的将褶皱形貌引入TENG的整体结构之中，使得整个器件同时兼具柔性和可拉伸性。
由于褶皱结构能够将纳米纤维层牢牢抓附在电极层上，从而可以确保整个器件在长时间使用过程中的耐久性能。
Zhen Qin, et al. Wearable and Stretchable Triboelectric Nanogenerator Based on Crumpled Nanofibrous Membranes. ACS Applied Materials & Interfaces, 2019. DOI:10.1021/acsami.8b21487
6. 同轴静电纺制备柔性均匀发光多孔纤维膜
北化潘凯研究员采用同轴静电纺丝法制备了一种以蓝色荧光有机染料为供能体，以橙色荧光染料为能量受体的白色发光多孔纤维膜。
同轴结构的优点是两种染料很容易实现空间分离，有效地阻碍了两种染料的能量转移，使得每一根微小的单独光纤都能发射出均匀的白光。
聚乳酸(PLA)因其在潮湿条件下具有良好的成孔性能而被用作电纺基体，其多孔结构降低了聚合物基体对荧光染料的阻挡效应，有效地实现了白光发射。
这种白色发光多孔纤维膜具有独特的结构，使其具有柔韧性和耐久性等特殊性能。
Zhen Qin, et al. Coaxial electrospinning for flexible uniform white-light-emitting porous fibrous membrane. Materials & Design , 2018. DOI:10.1016/j.matdes.2018.03.040
作者简介
潘凯 北京化工大学 副教授
研究领域为高性能聚合物分离膜制备；膜表面功能化改性；环境响应性分离膜；耐溶剂纳滤膜制备及分离机理研究；静电纺丝聚合物纳米纤维膜；纳米纤维膜功能化用于先进水处理。
作为项目负责人已承担国家自然科学基金项目1项、十一五国家科技支撑计划1项、国家重点实验室开放课题基金2项、中央高校基础科研业务经费项目1项、北京化工大学青年教师自然科学研究基金1项；参与国家级、省部级科研项目多项。发表论文50余篇，其中在Journal of Membrane Science、Journal of Hazardous Materials以及Industrial & Engineering Chemistry Research等国际著名期刊上发表SCI论文多篇。
