DOI: 10.1002/adfm.201905990
通過靜電紡絲聚（4-乙烯基吡啶）、4-（對硝基芐基）吡啶和聚丙烯腈的混合物可輕松而直接地制備比色警告解毒納米纖維膜（CDNMs）。它們具有分層的纖維形態，可確保對烷基化有毒物質進行快速有效的排毒。利用其微孔結構、高比表面積和對納米纖維中毒物的強親和力，CDNMs的解毒率與初始毒物濃度無關（半衰期少于8分鐘），并且在清洗3467 ppm碘甲烷250次后，仍保持出色的脫毒耐久性和90%以上的脫毒恢復率。更重要的是，比色信號可以監測排毒過程和功能終止。CDNMs上從白色到棕黃色的累積顏色變化表示解毒效率降至50％以下，這是作為在個人防護用品產品中CDNMs更換的警告信號。高斯計算理論上支持排毒和顏色生成機制。這項工作有望激發將無儀器的檢測信號引入下一代自凈化和排毒材料的設計和開發中。
圖1.a）CDNMs的制造過程及纖維形態方案。b）去除P4VP之前和c）之后PAN/P4VP CDNMs的SEM圖像。d）去除P4VP和NBP之前和e）之后的PAN/P4VP/NBP CDNMs的SEM圖像（黃色條=1μm）。f）CDNM的FTIR光譜：i）PAN/P4VP和ii）PAN/P4VP/NBP CDNMs。g）CDNMs的烷基化毒物排毒和比色警告信號生成過程的示意圖。h）CDNMs的SEM-EDX元素圖譜（左：PAN/P4VP；右：PAN/P4VP/NBP）。i）CDNMs與烷基化毒物的解毒和比色警告信號產生反應。
圖2.a）HOMO能量和b）排毒化合物的靜電勢（ESP）圖（白色：H，灰色：C，藍色：N，紅色：O）。計算的c）P4VP和d）NBP的烷基化（解毒）和顏色生成的吉布斯自由能變化。e）P4VP和f）NBP的排毒和顯色反應的總吉布斯自由能變化。g）MeI解毒前后CDNMs的FTIR光譜。h）PAN/P4VP和i）PAN/P4VP/NBP與不同量的MeI反應的紫外可見光譜。j）PAN/P4VP和k）PAN/P4VP/NBP CDNMs與過量MeI反應前后的漫反射紫外可見光譜（實線：實驗結果和虛線：高斯計算結果）。插圖為膜的光學圖像。HOMO和LUMO分別指最高占據的分子軌道和最低未占據的分子軌道。
圖3.在不同的MeI初始濃度下，a）PAN/P4VP和b）PAN/P4VP/NBPCDNM的解毒結果。用c）PAN/P4VP和d）PAN/P4VP/NBPCDNM進行MeI解毒的擬一級動力學。其他具有e）PAN/P4VP和f）PAN/P4VP/NBPCDNM的烷基化熏蒸劑的解毒結果。
圖4.a）PAN/P4VP和b）PAN/P4VP/NBP CDNMs的循環解毒結果。在MeI預孵育后，使用c）PAN/P4VP和d）PAN/P4VP/NBP CDNMs，排毒恢復至3467 ppm MeI。MeI預溫育后e）PAN/P4VP和f）PAN/P4VP/NBP CDNMs的RGB值。預孵育后g）PAN/P4VP和h）PAN/P4VP/NBP CDNMs的光學圖像。
圖5.a）在插入和不插入人造PNMs的情況下，P95呼吸器組件對MeI氣體的攔截測試。b）四個不同的攔截區域。c）外室（左）和內室（右）中的MeI濃度。d）用MeI溶液滴落的聚酯/棉（65％/35％）實驗室外套的照片，以及e）四種不同類型材料覆蓋的區域。f）四種類型區域背面的MeI濃度。
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