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静电纺MOF材料在生物医学、能源环保方面的最新研究进展
2021/4/26 14:35:17 易丝帮

1. Chem. Eng. J.:金属-有机骨架在静电纺丝碳纳米纤维上衍物用于电化学储能

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➣本文首次报道了在相对较低的温度下,不需要外部还原气体和前驱体,在三维阵列静电纺碳纳米纤维(CNF)上以有组织的纳米触手的形式,嵌入非常小的Co3O4 NPs的氮掺杂碳纳米管(N-CNTs)。采用基于自模板金属有机框架(MOF)的方法。

➣自模板MOF不仅作为CNTs、N掺杂和Co3O4 NPs的单一来源,确保了大的比表面积、高孔隙率和组分的均匀分布,而且还具有预先设计的可控形貌的定向优势。

➣用于超级电容器的3D Co3O4/N-CNTs@CNF表现出了良好的性能。

➣这种将N-CNTs生长成预先设计好的自模板MOF形状的想法,只需加热到相对较低的温度,不需要减少气体、添加剂和昂贵而复杂的仪器,提供了一种新的方法来创建金属组成的CNT基预先设计的各种受控纳米组件与MOF的本质。

DOI: 10.1016/j.cej.2021.129679


2. Chem. Eng. J.:金属-有机框架结合的血管移植物,用于持续产生一氧化氮和长期血管通畅

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新加坡国立大学刘斌&南开大学王淑芳以M199 MOF为例,采用静电纺丝法将Cu-MOF纳米颗粒嵌入聚己内酯(PCL)纤维中,开发了Cu-MOF基支架。

➣体外测定和原位植入模型评估表明,PCL包封Cu-MOF纳米粒子可同时增强血清中Cu-MOF的稳定性并保持长期NO催化活性。另外,在支架中负载最佳浓度的Cu-MOFs可显著促进内皮细胞(EC)迁移并增加乙酰化低密度脂蛋白(Ac-LDL)的摄取。

➣此外,Cu-MOF基支架可显著抑制血小板粘附和活化,从而大大降低动静脉分流模型中的急性血栓形成。原位植入实验表明,PCL/Cu-MOF支架加速了完整内皮单层的形成。

➣总之,上述结果表明,将Cu-MOFs掺入电纺丝纤维中可以作为一种有效的方法以获得稳定的催化性能和植入材料所需的长期活性。

DOI: 10.1016/j.cej.2021.129577


3. Chem. Eng. J. :MOF /碳纳米纤维复合膜制备的太阳能光电Fenton类体系高效降解全氟辛酸

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➣提出了一种由MOFs/碳纳米纤维复合膜(MOFs/CNF)构建的太阳能光电- 芬顿类(SPEF)体系,用于高效降解全氟辛酸(PFOA)。

➣采用溶剂热法生长Fe/Co双金属MOFs,在电纺PAN纤维炭化合成的CNF上制备了双功能催化阴极MOFs/CNF,并表现出优异的光催化和电催化能力。

➣在降解过程中,H2O2通过ORR的2-电子途径在现场连续产生,并进一步被光催化在MOFs / CNF上产生•OH。

➣在120 min内,PFOA的降解效率可达99%,且总有机碳去除率达91%,具有较高的矿化率。

➣带有或不带有太阳光辐射的•OH的EPR分析进一步证实,与普通的电子芬顿工艺相比,增强了太阳光电催化作用。

DOI: 10.1016/j.cej.2021.128940


4. Int. J. Biol. Macromol.:木质素基双金属MOFs纳米纤维复合膜在太阳光照射下高效降解全氟辛酸的研究

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陕西科技大学侯晨&张素风&王阳采用典型的静电纺丝和原位溶剂热法制备了木质素/聚乙烯醇(PVA)/Co/Fe金属有机骨架(木质素/PVA/bi-MOFs)复合膜。

➣在过氧单硫酸盐(PMS)/膜/太阳光体系中,电子顺磁共振分析(EPR)表明,通过过渡金属和太阳光活化PMS产生了硫酸根(SO4·-)和羟基自由基(OH·)。

➣木质素/PVA/bi-MOFs在最佳条件下3h内的降解率达89.6%。与在太阳光下相比,黑暗中PFOA的降解率仅为59.6%,PFOA降解速率常数从0.0150min-1降至0.0046min-1。

➣木质素/PVA/bi-MOFs经超纯水冲洗后可重复使用,4次循环后木质素/PVA/bi-MOFs的降解能力保持在77%。该研究为设计用于去除有机污染物的双金属MOFs提供了一种新的途径。

DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.01.184


5. Carbohydr. Polym.:芯鞘结构纤维素基β-FeOOH@MIL-100(Fe)/CeP ENM的制备及其对油乳液、染料和Cr(VI)的同时去除性能

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陕西科技大学段超&沈梦霞构建了一种纤维素基光催化ENM。所制备的杂化ENM以静电纺丝脱乙酰乙酸纤维素/聚乙烯吡咯烷酮(CeP)纳米纤维为骨架核,原位合成β-羟基氧化铁修饰的铁基MOF(β-FeOOH@MIL-100(Fe))异质结为光催化壳。

➣芯鞘结构的ENM具有超高的MIL-100(Fe)负载量(78wt%),较大的比表面积(1105 m2/g)和分散良好的β-FeOOH纳米棒。

➣得益于这些多孔且亲水的MIL-100(Fe),以及β-FeOOH@MIL-100(Fe)强大的光催化-芬顿协同作用,所制备的ENM具有优异的性能,对油脂(99.5%)、染料(99.4%)和铬离子(Cr(VI))(99.7%)的同时去除效率很高。

DOI: 10.1016/j.carbpol.2021.117676


6. Adv. Healthcare Mater. :MOF修饰的多功能膜通过增强成骨和血管生成性能加速骨再生

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➣由于在骨科和颅颌面外科中对新骨形成的指导不足,构建引导骨再生膜来支持血管化骨再生仍然是一个挑战。

➣本文采用金属有机骨架(MOF)晶体修饰的不对称双层聚己内酯/胶原蛋白(PCL/Col)电纺膜。

➣通过优化PCL/Col重量比(1:1和1:1.5),复合膜的抗拉强度达到平衡(湿条件下仅下降49.9%),降解速率可控(12周时完全降解)。

➣MOF晶体可以提供pH‐响应Zn2+离子的释放。体外实验表明,该屏障层具有防止纤维结缔组织浸润的作用。

➣使用大鼠颅盖骨缺损模型,手术后8周后,MOF晶体显示出骨诱导性的迹象以及血管的形成。

DOI: 10.1002/adhm.202001369


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