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    靜電紡MOF材料在生物醫學、能源環保方面的最新研究進展

    2021-10-08   易絲幫

    1. Chem. Eng. J.:金屬-有機骨架在靜電紡絲碳納米纖維上衍物用于電化學儲能

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    ?本文首次報道了在相對較低的溫度下,不需要外部還原氣體和前驅體,在三維陣列靜電紡碳納米纖維(CNF)上以有組織的納米觸手的形式,嵌入非常小的Co3O4 NPs的氮摻雜碳納米管(N-CNTs)。采用基于自模板金屬有機框架(MOF)的方法。

    ?自模板MOF不僅作為CNTs、N摻雜和Co3O4 NPs的單一來源,確保了大的比表面積、高孔隙率和組分的均勻分布,而且還具有預先設計的可控形貌的定向優勢。

    ?用于超級電容器的3D Co3O4/N-CNTs@CNF表現出了良好的性能。

    ?這種將N-CNTs生長成預先設計好的自模板MOF形狀的想法,只需加熱到相對較低的溫度,不需要減少氣體、添加劑和昂貴而復雜的儀器,提供了一種新的方法來創建金屬組成的CNT基預先設計的各種受控納米組件與MOF的本質。

    DOI: 10.1016/j.cej.2021.129679


    2. Chem. Eng. J.:金屬-有機框架結合的血管移植物,用于持續產生一氧化氮和長期血管通暢

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    ?新加坡國立大學劉斌&南開大學王淑芳以M199 MOF為例,采用靜電紡絲法將Cu-MOF納米顆粒嵌入聚己內酯(PCL)纖維中,開發了Cu-MOF基支架。

    ?體外測定和原位植入模型評估表明,PCL包封Cu-MOF納米粒子可同時增強血清中Cu-MOF的穩定性并保持長期NO催化活性。另外,在支架中負載最佳濃度的Cu-MOFs可顯著促進內皮細胞(EC)遷移并增加乙酰化低密度脂蛋白(Ac-LDL)的攝取。

    ?此外,Cu-MOF基支架可顯著抑制血小板粘附和活化,從而大大降低動靜脈分流模型中的急性血栓形成。原位植入實驗表明,PCL/Cu-MOF支架加速了完整內皮單層的形成。

    ?總之,上述結果表明,將Cu-MOFs摻入電紡絲纖維中可以作為一種有效的方法以獲得穩定的催化性能和植入材料所需的長期活性。

    DOI: 10.1016/j.cej.2021.129577


    3. Chem. Eng. J. :MOF /碳納米纖維復合膜制備的太陽能光電Fenton類體系高效降解全氟辛酸

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    ?提出了一種由MOFs/碳納米纖維復合膜(MOFs/CNF)構建的太陽能光電- 芬頓類(SPEF)體系,用于高效降解全氟辛酸(PFOA)。

    ?采用溶劑熱法生長Fe/Co雙金屬MOFs,在電紡PAN纖維炭化合成的CNF上制備了雙功能催化陰極MOFs/CNF,并表現出優異的光催化和電催化能力。

    ?在降解過程中,H2O2通過ORR的2-電子途徑在現場連續產生,并進一步被光催化在MOFs / CNF上產生?OH。

    ?在120 min內,PFOA的降解效率可達99%,且總有機碳去除率達91%,具有較高的礦化率。

    ?帶有或不帶有太陽光輻射的?OH的EPR分析進一步證實,與普通的電子芬頓工藝相比,增強了太陽光電催化作用。

    DOI: 10.1016/j.cej.2021.128940


    4. Int. J. Biol. Macromol.:木質素基雙金屬MOFs納米纖維復合膜在太陽光照射下高效降解全氟辛酸的研究

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    ?陜西科技大學侯晨&張素風&王陽采用典型的靜電紡絲和原位溶劑熱法制備了木質素/聚乙烯醇(PVA)/Co/Fe金屬有機骨架(木質素/PVA/bi-MOFs)復合膜。

    ?在過氧單硫酸鹽(PMS)/膜/太陽光體系中,電子順磁共振分析(EPR)表明,通過過渡金屬和太陽光活化PMS產生了硫酸根(SO4·-)和羥基自由基(OH·)。

    ?木質素/PVA/bi-MOFs在最佳條件下3h內的降解率達89.6%。與在太陽光下相比,黑暗中PFOA的降解率僅為59.6%,PFOA降解速率常數從0.0150min-1降至0.0046min-1。

    ?木質素/PVA/bi-MOFs經超純水沖洗后可重復使用,4次循環后木質素/PVA/bi-MOFs的降解能力保持在77%。該研究為設計用于去除有機污染物的雙金屬MOFs提供了一種新的途徑。

    DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.01.184


    5. Carbohydr. Polym.:芯鞘結構纖維素基β-FeOOH@MIL-100(Fe)/CeP ENM的制備及其對油乳液、染料和Cr(VI)的同時去除性能

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    ?陜西科技大學段超&沈夢霞構建了一種纖維素基光催化ENM。所制備的雜化ENM以靜電紡絲脫乙酰乙酸纖維素/聚乙烯吡咯烷酮(CeP)納米纖維為骨架核,原位合成β-羥基氧化鐵修飾的鐵基MOF(β-FeOOH@MIL-100(Fe))異質結為光催化殼。

    ?芯鞘結構的ENM具有超高的MIL-100(Fe)負載量(78wt%),較大的比表面積(1105 m2/g)和分散良好的β-FeOOH納米棒。

    ?得益于這些多孔且親水的MIL-100(Fe),以及β-FeOOH@MIL-100(Fe)強大的光催化-芬頓協同作用,所制備的ENM具有優異的性能,對油脂(99.5%)、染料(99.4%)和鉻離子(Cr(VI))(99.7%)的同時去除效率很高。

    DOI: 10.1016/j.carbpol.2021.117676


    6. Adv. Healthcare Mater. :MOF修飾的多功能膜通過增強成骨和血管生成性能加速骨再生

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    ?由于在骨科和顱頜面外科中對新骨形成的指導不足,構建引導骨再生膜來支持血管化骨再生仍然是一個挑戰。

    ?本文采用金屬有機骨架(MOF)晶體修飾的不對稱雙層聚己內酯/膠原蛋白(PCL/Col)電紡膜。

    ?通過優化PCL/Col重量比(1:1和1:1.5),復合膜的抗拉強度達到平衡(濕條件下僅下降49.9%),降解速率可控(12周時完全降解)。

    ?MOF晶體可以提供pH‐響應Zn2+離子的釋放。體外實驗表明,該屏障層具有防止纖維結締組織浸潤的作用。

    ?使用大鼠顱蓋骨缺損模型,手術后8周后,MOF晶體顯示出骨誘導性的跡象以及血管的形成。

    DOI: 10.1002/adhm.202001369

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