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UCALERY-文献推荐

莫泊桑说:“人生活在希望之中,一个希望破灭了或实现了,就会有新的希望产生。”同样对科研工作者来说,失败不可怕,重要的是找到新的思路,怀抱希望,继续探索。

编者精选三篇高水平文章,推荐大家共赏,希望有所收获,扫描下方二维码可获得原文。(文献分别来自于清华大学袁金颖教授组,四川大学夏和生教授组以及新疆大学贾殿赠教授组)

①二氧化碳气体调控材料表面润湿性

智能表面能够随着外界环境的变化而改变其润湿性,在纳米反应器、蛋白或细胞可逆捕捉、药物可控释放、油水分离等方面具有重要应用价值。通过施加相应的刺激源,可对刺激响应大分子体系构筑的智能表面润湿性进行有效的调控。

最近,在国家自然科学基金项目的支持下,清华大学化学系袁金颖教授课题组和危岩教授、冯琳副教授合作,在二氧化碳气体调控材料表面润湿性方面取得了重要进展。结合普通自由基共聚和静电纺丝技术,利用北京永康乐业科技发展公司的SS2535H型静电纺丝机制备出具有二氧化碳响应的纳米纤维膜。该疏水亲油的纳米纤维膜表面在CO2作用下转变为亲水疏油。通过对CO2气体作用量和时间的控制,可以有效调节纳米纤维表面形貌,进而调控纤维膜表面润湿性不同程度的变化。利用CO2/N2作为绿色驱动,纤维膜表面润湿行为可以在疏水 (亲油)-亲水(疏油)之间相互可逆转换,可用于气体调控的油/-,有望用于气体调控的选择性油水分离。该研究成果发表于Angew.Chem. Int. Ed. (Hailong Che, Meng Huo, Liao Peng, Tommy Fang, Na Liu, Lin Feng, Yen Wei, and Jinying Yuan*Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 8934-8938)。第一作者是2012级硕士研究生车海龙同学。

②具有中心分散微通道的高吸附性石墨烯气凝胶微球

氧化石墨烯气凝胶微球由于其多孔,多层和憎水性,具有作为高效低价吸附剂的潜力,在溶液,油脂吸附,环境污染处理方面有很大的发展空间。传统制备方法可总结为:(1)模板导向化学气相沉积法;(2)以氧化石墨烯为前躯体自组装;(3)或者采用多种模板的模板导向自组装。前人做了许多关于气凝胶微球性质的研究,但对于其形状和大小的影响通常忽略。

四川大学夏和生教授组采用结合静电纺丝技术和冷冻浇注技术的新型制备方法,获得了具有“中心分散微通道”的氧化石墨烯气凝胶微球(GOAMS),并可以通过制备工艺参数来调整微球大小。通过进一步还原可以得到还原氧化石墨烯气凝胶微球(rGOAMs),并保留其“中心分散微通道”结构。该物质具有高吸收力,快速吸收和可循环使用的特性,是多种有机溶剂和油脂吸附剂的理想备选材料之一。该研究成果发表于J. Mater. Chem. AShuchi Liao, Tianliang Zhai and Hesheng Xia*, J. Mater. Chem. A, 2016,4, 1068-1077)。

③静电纺丝法制备煤基纳米碳纤维及其在超级电容器中的应用

多孔碳材料由于其高比表面积和多孔隙结构特性,在能源,分离和催化等有众多领域有所应用。而其中孔隙碳纤维作为一种新材料,开始受到关注。孔隙碳纤维能保持其一维结构的同时,拥有高比表面积,多活性位点和大的内层空间的优点。

新疆大学贾殿赠教授组等人报道了一种煤基碳纤维的制备方法。研究者把经过酸处理的煤炭和聚乙烯醇,利用永康乐业的SS2535H型静电纺丝机进行单喷嘴纺丝,然后在惰性环境中进行热处理,制备出煤衍生孔隙碳纤维(CPCFs)。从煤到CPCFs的产率约为92%CPCFs的结构、纹理和表面性质通过光谱、显微镜和Brunauer-Emmet_Teller(BET)技术研究。结果显示柔性CPCFs有大量的孔隙结构和高比表面积。研究表明,这种纤维毡超级电容器电极具有优良的的电化学性质。在6MKOH水溶液中,电流密度1A/g的条件下,该电极具有170F/g的电容。在2A/g的电流密度下,经过20000次充放电循环,该电极的比电容没有明显降低,展现了稳定的循环性能。除此之外,CPCFs是超疏水的,它具有良好的油脂吸附性能,并能轻易移除水中的染料。这些性能让柔性CPCFs在储能和环境保护方面成为优秀的备选材料。该研究成果发表于J. Name.Mingxi Guo, Jixi Guo, Dianzeng Jia*, Hongyang Zhao, Zhipeng Sun, Xianli Song, Yinhua, Li, J. Name., 2015, 42 (3):21178-21184)。

海龙同。

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