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电纺快报:《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊2021年6-9月关于“静电纺丝”重要研究进展
2021/10/28 16:50:30 易丝帮

导语:

本文梳理了近期发表在国际期刊ACS Applied Materials & Interfaces (IF 9.229) 上的部分研究进展,主要包括通过使用静电纺丝技术在催化剂、过滤吸附、摩擦纳米发电机、电池电极材料等方面的最新研究进展。

快来看看具体工作内容吧,希望能对你的科研有所帮助。


1.东华大学丁彬&斯阳:分子笼介导径向梯度多孔海绵纳米纤维用于芥子气模拟物的选择性吸附

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➣本研究采用一种刚柔耦合超交联方法创建了具有分层径向梯度多孔纳米结构的柔性海绵状纳米纤维,其中内部结构为介孔多室网络,外部结构为具有微孔网络结构的致密域。

➣通过调控模块的柔性来设计具有独特孔隙拓扑结构和较强可弯曲性的海绵纳米纤维。

➣由此产生的异质纳米纤维具有空间选择性超结构、丰富的微孔、互连的介孔、高表面积(579 m2 g-1)、显着的柔性和优异的CWA亲和力等综合特性,对吸附性能(498 mg g-1)有着重要影响。

➣这些材料的成功合成为高效、自支撑且具有结构适应性的化学保护材料的开发提供了启示性的作用。

DOI: 10.1021/acsami.1c09849


2.吉林大学卢晓峰&福建师范大学陈巍:界面构建具有丰富氧空位的异质结CeO2–CoO纳米纤维及其OER电催化性能

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➣研究者通过静电纺丝-煅烧-还原工艺构建了一种新型纳米纤维杂化结构,该结构具有连接CeO2和CoO表面的界面,可作为高性能OER电催化剂。

➣所得CeO2-CoO纳米纤维表现出优异的电催化性能,在10mA/cm2下进行OER的过电位为296mV,优于许多先前报道的非贵金属基和市售RuO2催化剂。

➣所制备的CeO2-CoO纳米纤维显示出良好的长期稳定性,在碱性电解液中可以维持130h,而OER活性几乎没有衰减。

➣CeO2-CoO纳米纤维优异的OER性能可归因于CeO2与CoO之间独特的界面结构。

DOI: 10.1021/acsami.1c11101


3. 南京理工大学朱志高:自粗糙超疏水F-POSS/PVDF FM的构建及其在膜蒸馏海水浓缩中的应用

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➣研究者通过静电纺丝氟化多面体低聚倍半硅氧烷/PVDF(F-POSS/PVDF)乳液溶液,结合热压工艺成功构建了具有稳健孔的全聚合物、自粗糙超疏水聚偏氟乙烯纤维膜(PVDF FMs)。

➣适当的热压,包括适宜的温度和压力,有助于通过焊接交叉纤维来提高膜孔的稳定性,并通过将内氟链转移到外纤维表面来增强膜表面的疏水性,同时提高膜的抗结垢和抗污染能力。然而,过高的温度或压力会破坏PVDF FM的互连孔隙和表面润湿性。

➣以浓缩天然海水为目标进行五次浓缩循环后,经热压处理的F-POSS/PVDF FM显示出较高的水回收率(约90%)和较强的稳定性。

➣通过静电纺丝结合热处理构建的全聚合物、自粗糙超疏水PVDF FM在浓缩高盐水方面具有一定的应用潜力。

DOI: 10.1021/acsami.1c12775


4. 东华大学闫建华:静电纺丝技术制备具有可调几何结构的分层多孔碳纳米纤维

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➣以聚四氟乙烯为孔模板,硼酸为交联剂,聚乙烯醇和聚氨酯为双碳前体,通过一种可扩展的静电纺丝技术制备了具有可调几何形状和大/中/微孔结构的柔性PCNF。

➣在水溶剂中,带负电的模板与带正电的碳前驱体交联,形成用于静电纺丝的稳定溶胶。通过改变这些前体的质量比,电纺杂化纳米纤维在碳化后直接转化为B-F-N-O掺杂的PCNFs。

➣单根PCNF的孔隙率高达85%,孔体积可在0.23至0.58 cm3·g-1之间调节。

➣当使用独立的PCNF薄膜构建高硫含量(86wt%)电极时,具有丰富电活性位点的多孔结构为聚阴离子提供了快速通道,并对多硫化物具有较强的化学吸附,从而产生了良好的电化学性能。

DOI: 10.1021/acsami.1c12302


5. 青岛大学闫旭/王晓雄:共轭电纺一步制备包芯 Cu/P(VDF-TrFE) 纳米纤维纱

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➣青岛大学闫旭/王晓雄以P(VDF-TrFE)为压电材料,铜丝为内电极层,采用一步共轭静电纺丝工艺制备了一种基于包芯铜/P(VDF-TrFE)纳米纤维纺丝的压电传感织物。

➣经连续运转60 min或洗涤后,Cu/P(VDF-TrFE)织物表现出良好的柔韧性、透气性、机械稳定性和传感性能。

➣4 cm × 4 cm的织物在15 N的压力下可产生38 nA的电流和2.7 V的电压。

➣将织物固定在衣服上,就可以通过收集其产生的电流来监测人体运动,并将信号无线传输到智能手机上。因此,这项研究可能为设计用于人体运动监测的智能纺织品提供一种简单而有前景的方法。

DOI: 10.1021/acsami.1c10366


6. 北京科技大学李从举:UiO-66-NH2 织物在防护服方面的应用

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➣开发了一种可扩展和可控的策略,在静电纺聚丙烯腈纳米纤维()牢固而均匀地制备UiO-66-NH2织物,以有效地捕获和催化2-氯乙基硫醚(CEES)进行自解毒。

➣所得纤维具有比表面积大、孔隙度大、结晶度好、催化活性位点丰富等特点。

➣经过48 h的反应和吸附,CEES的去除率可达97.7%。降解产物主要包括乙基-2-羟乙基硫化物、醚、双[2-(乙基硫代)乙基]和2-(2-(乙基硫代)乙胺)对苯二甲酸。

➣获得的纳米纤维织物具有透气、耐洗、柔韧性和重量轻等优点,完全保证了其在防护服工程应用方面的前景。

DOI: 10.1021/acsami.1c12751


7. 吉林大学王策等人:电纺一维电催化剂用于氧化还原反应的:构效关系研究

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➣首先,从机械原理的角度总结了静电纺丝技术的发展和原理,以及以成分调节和结构设计为导向的基本原理。

➣通过对比研究,以ORR不同组成和结构的纳米纤维型和纳米纤维负载型电催化剂为典型例子,建立不同的构效关系。

➣最后,作者还指出了一些正在面临的挑战,并提出了未来的展望,以指导进一步活化和优化电纺一维电催化剂的结构-活性关系的精确操作。

DOI: 10.1021/acsami.1c08798


8. 东华大学丁彬/王先锋:受蜥蜴皮肤启发制备的纳米纤维用于高效雾收集

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➣东华大学丁彬教授和王先锋教授利用一种简单可行的涂层和静电纺丝的方法,设计了一种新型的Janus雾收集器,其上表面是亲水的蜥蜴皮肤状纳米纤维网络,下表面是疏水的光滑。

➣采用电场模拟的方法分析了蜥蜴皮状纳米纤维网络结构在不同基底上的形成规律。

➣所得的铜网Janus雾捕集器具有优异的集水效率(907 mg cm-2 h-1)和长期耐用性,实现了微小液滴的定向输送和高效的集水。

➣这项工作将为高效收集水开辟新的途径,也为蜥蜴皮肤状纳米纤维网络结构的研究提供线索。

DOI: 10.1021/acsami.1c10067


9. 青岛科技大学吴大雄&上海大学高彦峰:柔性可伸缩电纺丝薄膜用于亚环境日间辐射冷却

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➣通过简便的静电纺丝方法制备了一种用于亚环境日间辐射冷却的可伸缩且柔性的杂化薄膜。该杂化膜由直径为0.5-2.5μm的聚(偏氟乙烯)/氧化铝(PVDF/Al2O3)纤维组成。

➣由于纤维和Al2O3纳米粒子的有效散射,该杂化膜具有0.97的极高平均太阳反射率。由于PVDF的分子振动和Al2O3纳米粒子的声子极化共振,同时实现了0.95的较高平均大气窗口发射率。

➣该复合薄膜的平均净辐射冷却功率为82.7W/m2,在阳光直射下温度下降高达4.0℃。此外,该杂化薄膜在晴天、多云、阴天和雨天均表现出显着的辐射冷却性能。

➣可以用于冷却建筑物和车辆,还可以用于延缓冰川融化。这项工作为大规模生产高性能辐射冷却膜提供了一种很有前途的方法。

DOI: 10.1021/acsami.1c05364


10. 陕西科技大学杨艳玲&南昆士兰大学教授陈志刚:柔性SnS−Sn/MCNTs@CFs薄膜的制备及其在超稳定钠离子电池负极中的应用

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➣使用球磨和静电纺丝技术制备了一种由封装在碳纤维中的SnS-Sn/多壁碳纳米管(SnS-Sn/MCNTs@CFs)组装而成的自支撑薄膜,并将其用作钠离子电池负极。

➣为了弥补SnS-Sn纳米粒子内部导电性差的问题,使用MCNTs来交织SnS-Sn纳米粒子以提高导电性。

➣所设计的三维碳纤维导电网络能够有效缩短电子/Na+的扩散路径,加速反应动力学,并为钠吸收提供丰富的活性位点。

➣自支撑薄膜在0.1 A g-1时具有568 mA h g-1的高可逆容量,在1 A g-1时显示出出色的循环稳定性,1000次循环后的可逆容量为359.3 mA h g-1。

DOI: 10.1021/acsami.1c07152


11. 浙江理工大学吴金丹:UCST型热/pH响应纳米纤维膜的一步制备及其智能防污和超高渗透性能

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➣通过一步混合静电纺丝策略开发了具有微/纳米球结构的pH响应和上临界溶液温度(UCST)型热响应纳米纤维膜。

➣该膜在pH7和25℃下显示出高疏水性/亲油性,在pH3和55℃下显示出亲水性/疏油性。结果显示,它在室温(25℃)下具有60528.76L/m2/h/bar的超高渗透率,对D5包水乳液的分离效率高达99.5%。

➣被污染的膜可以很容易地通过温酸性水(pH3和55℃)冲洗来进行回收。该膜经多次循环使用后仍保持了较高的分离性能,表明其在纯化乳化油方面具有良好的应用前景。

DOI: 10.1021/acsami.1c05896


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