MOFs/水凝胶复合材料的制备及其应用研究

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金属有机框架(MOFs)具有大量的孔隙结构和活性位点,在气体吸附、催化、医疗等领域均发挥了巨大的作用.MOFs是晶体粉末,具有脆性较大、在水中易分解和不易回收等缺点,从而限制了其应用.通过MOFs与柔性高分子的复合,特别是与水凝胶的复合,极大地改善了复合材料的柔顺性、可回收和可加工性等特性,进一步拓宽了MOFs的应用领域.本文详细阐述了基于水凝胶MOFs原位生成法、MOFs/水凝胶同时生成法和水凝胶包裹MOFs法等三种不同方法制备MOFs/水凝胶复合材料的研究进展,并对上述三种制备方法的特点及其产物特征进行了总结,进一步归纳了复合材料在生物医药、催化、废水处理和气体吸附等领域的应用.最后,对MOFs/水凝胶复合材料制备方法的改进和复合材料应用前景进行了深入讨论和展望.
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氰基广泛存在药物活性分子中,且氰基可以很容易转化成酰胺、酯基、醛基以及伯胺等官能团,因此有机分子的氰烷基/甲基化反应得到有机和药学研究者的广泛关注.尽管已有合成策略可以选择性引入氰基,近年来最有效的方法是通过C—H键激活直接与乙腈或取代乙腈发生氰甲基/氰烷基化反应,因其具有高效的原子经济性以及可规避预官能团化等优点.因此,本文详细评述了自由基促进的氰甲基化、光化学催化直接氰甲基化、芳环或杂环脱氢偶联氰甲基化、导向基促进的氰甲基化、本课题组发展的荧光团(Fluorophore C—H)直接氰甲基化反应的研究
零价铝(Zero-valent aluminum,ZVAl)具有良好的延展性和质轻等物理特性以及极低的氧化还原电位等化学特性.在新型轻质高强度复合材料的制备中,ZVAl已被优先考虑作为理想的金属基体;另一方面,作为优良的电子供体,ZVAl被用于产氢领域铝水反应的快速析氢和环境领域污染物的高效去除.机械球磨作为一种操作简单和易于工程化的材料加工新方法,可有效克服传统铝基金属材料制备方法中的混合不均匀及界面结合差等问题;也可有效破坏ZVAl表面的致密氧化膜,促进ZVAl的电子释放.已有研究发现,通过球磨ZVA
微流控芯片上的颗粒聚焦技术已广泛用于生物、化学、工程和医疗等领域.精确的聚焦过程是计数、检测或分选等应用的关键预处理步骤.颗粒聚焦技术根据是否引入外部能场和鞘流,分为主动聚焦、被动聚焦和鞘流辅助聚焦.被动聚焦利用流体的惯性、黏弹性等特性操控颗粒在流体中的平衡位置,拥有结构简单、高通量、生物兼容、低成本和无标记等多重优点.已有大量文献针对微流控芯片上的颗粒被动聚焦技术,从芯片的结构拓展、微流体特性和微粒特性等方面,开展了实验和数值计算研究.本文对微流控芯片上的颗粒被动聚焦技术最新研究进展进行了综述,首先对流
抗冻蛋白能使生物体在寒冷环境下生存,具有极大的潜在应用价值.近年来,人们对抗冻蛋白开展了广泛的研究,但其抗冻机理还未明确.本文阐述了抗冻蛋白的功能特性和结构特征,并从结构的角度对其抗冻机制方面的分子模拟研究成果进行了综述.另一方面,对目前已知晶体结构的29个野生型抗冻蛋白的结构特性进行了分析,发现在整个抗冻蛋白表面和在冰结合位点处都存在亲水残基与水形成氢键和疏水残基与类冰结构特异性结合的特点.然后,探讨了抗冻蛋白的二级结构、冰结合位点残基的疏水性与抗冻活性之间的关系.最后,从结构的角度讨论了抗冻蛋白的机制
纳米二氧化硅(SiO2)颗粒以其高硬度、高比表面积、高稳定、价格合理等优势被广泛应用于复合材料的制备中,获得的SiO2/聚合物复合材料通常具有优良的机械性能、很好的热稳定性以及增强的光学和电性能.近年来,随着聚合诱导自组装(PISA)的提出与发展,研究者们基于PISA发展了多种制备不同形貌聚合物纳米粒子的简便方法,为制备SiO2/聚合物复合材料提供了新的思路.作者调研了近十年来基于PISA制备SiO2/聚合物复合材料的相关研究,按照SiO2与聚合物的结合作用和复合机理的不同,创新性地将SiO2/聚合物复合
聚(3,4-乙烯二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)是一种水溶性导电高分子体系,具有易加工、高透光率及柔韧性等优点,但其应用范围仅限于作为电子器件的柔性电极材料.为了进一步扩大PEDOT∶PSS的应用范围,将无机纳米材料引入该体系实现材料的多功能化是较为有效的方法.本文首先介绍了PEDOT∶PSS/无机纳米复合材料最常用的四种制备方法,即原位法、共混法、自组装法、插层复合法,分别介绍了每种制备方法的原理和特点,并阐述了研究人员对复合材料的结构设计思路及引入的无机相对材料性能的影响.随后,综述
大气颗粒物(Atmospheric particulate matter,APM)中负载的有毒元素和有机污染物等有害成分通过吸入暴露进入人体内,会给人体健康带来潜在的危害.APM中能被人体吸收的有害成分的浓度,而不是有害成分总浓度,更能科学地反映APM中有害成分的危害.为了简便、快速地分析APM中有害成分的生物可给态浓度(Bioaccessible concentration),研究者相继提出多种吸入生物可给性方法(Inhalation bioaccessibility procedure,IBAcP)评
脱氧核糖核酸(DNA)是一种重要的生物分子,具有许多独特的性质如:信息传递、分子识别、可编辑等.DNA水凝胶同时具有DNA分子和水凝胶材料的优势,并且可以引入其他纳米材料获得多功能杂化水凝胶.相比于传统水凝胶,DNA水凝胶具有良好的特异识别能力以及可以按需设计的性质,从而被广泛应用于生物传感领域.本文围绕DNA水凝胶的合成、响应机制以及在传感领域的应用进行综述.按照不同的合成方法可分为线性DNA链缠绕水凝胶、枝状DNA自组装水凝胶、杂合DNA水凝胶.根据传感机制的不同又可以分为包埋封装法和非包埋封装法,包
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