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北京科技大学李从举教授静电纺MOF材料的最新研究成果
2021/11/29 9:25:23 易丝帮

个人简介:

 

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李从举 

北京科技大学 教授 博士生导师  


研究领域:


纳米功能材料和技术及其在环境和能源领域的应用

1.  静电纺丝纳米纤维设计、制造和规模化生产技术、成套设备研发及产业化;MOFs设计制备与应用研究;

2.  微生物燃料电池技术、膜过滤与净化新技术;

3.  燃料电池膜电极、电催化;

4.  柔性可穿戴技术。


本文盘点了李从举教授在静电纺MOF方面的最新研究成果,供大家了解学习。



1.  Appl. Surf. Sci.:电纺NO2-UiO-66纳米纤维膜构建柔性H2S传感器

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➣通过将 NO2 -UiO-66牢固且均匀地集成在电纺纳米纤维膜 (NO2 -UiO-66 NM) 上来制造用于快速检测硫化氢 (H2S) 的柔性气体传感器。

➣与粉末MOFs固有的脆性和较差的加工性能不同,NO2-UiO-66 NM具有更高的孔隙率和表面积、出色的灵活性、良好的透气性、耐洗涤性和较强的可及性,更适合实际应用。

➣NO2-UiO-66 NM传感器在不同分析物中对H2S具有高检测选择性,对H2S的灵敏度达到了前所未有的超低检测限,可达10 ppb。

➣在浓度降至1ppm的情况下,5周左右后,传感性能保持稳定;变形对传感活动的影响较小,表现出较好的H2S传感稳定性。

DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.151446


2. Electrochim. Acta  :基于双金属 MOF 的电纺纳米纤维用作Li-O2 电池的电极材料

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➣本研究提出了一种结合静电纺丝和热压的新方法,以开发嵌入多孔富氮碳纳米纤维 (ZnCo-NC/NCF) 中的 Co 基复合材料,作为 Li-O2 电池的自支撑正极。

➣通过双金属(ZnCo)沸石咪唑酯框架/聚丙烯腈(PAN)纳米纤维(BMZIF/PAN)的热解制备了电极。

➣由于静电纺丝碳基体具有优异的机械强度、ZIFs分解产生的丰富的孔隙率以及充分暴露的Co-Nx活性位点,该材料具有优异的柔韧性、高比表面积、电导率高,对氧化还原反应均有良好的催化性能。

➣该Li-O2电池具有较小的压差(0.49 V)、高比面积容量(9.52 mAh cm -2)和良好的长周期循环性能。

DOI: 10.1016/j.electacta.2021.139251


3. J. Power Sources:构建MOFs装饰的多级孔碳纳米纤维实现微生物燃料电池ORR高效催化

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➣本研究通过在细菌纤维素(BC)表面原位生长Fe基MOFs颗粒,制备了一种混合分层多孔碳纳米纤维(Fe-NC@CBC)。

➣具有三维交织网状的细菌纤维素表面含有大量羟基,能够作为锚定金属离子的支架,从而在后续原位生长的过程中均匀分散MOF颗粒,避免了团聚和迁移,确保了应用过程中ORR的持续有效发生。

➣由于细菌纤维素纳米纤维本身的大孔结构,Fe在ZIF前驱体中独特的中孔形成作用以及Zn挥发留下部分微孔,制备出的催化剂具有独特的混合分层多孔结构。

➣使用Fe-NC@CBC作为催化剂的MFC能够产生的最大输出功率和库伦效率分别可以达到640.56mW/m2和23.6%,性能明显优于使用商用20 wt% Pt/C催化剂的MFC对照组。

DOI: 10.1016/j.jpowsour.2021.230522


4. Nanoscale:电纺ZIF衍生的空腔多孔纳米纤维用于锂氧电池的电极材料

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➣通过静电纺丝技术和热处理(Zn/CoNC@CPCNFs)将ZIF衍生物集成到空腔多孔碳纳米纤维(CPCNFs)中。

➣开发的超长互连纳米纤维基 Zn/CoNC@CPCNFs 具有优异柔韧性,可用作锂氧电池的电极材料。

➣该材料确保了Co基物质的分散和丰富的孔隙结构,有助于氧的运输和吸附,并暴露更多的Co-N配位催化中心,从而产生极低的电压差。

➣基于Zn/CoNC@CPCNF电极的电池充放电极化率显著降低(0.36 V),具有较高的初始放电容量(超低过电位0.59 V)和长期循环性能。

DOI: 10.1039/d1nr04850c


5.  ACS Appl. Mater. Interfaces:柔性透气MOFs/纳米纤维高效防化织物

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➣本研究通过一种可扩展和可控的策略,在电纺聚丙烯腈纳米纤维(UiO-66-NH2织物)上牢固和均匀地制备UiO-66-NH2,以有效地捕获和催化2-氯乙基乙基硫化物(CEES)进行自我解毒。

➣所获得的UiO-66-NH2织物具有大的比表面积、充足的孔隙率、优异的结晶度和丰富的催化活性位点。48小时后通过反应和吸附可以有效地去除高达97.7%的CEES。

➣这些合成的MOF织物具有出色的柔韧性、高透气性和耐洗性,可方便地融入防护服和口罩中,可用于皮肤舒适和批量生产,这对于实际应用中的复杂条件至关重要。

DOI: 10.1021/acsami.1c12751


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