锆基金属有机骨架UiO-66的合成及在化学防护领域中的研究进展

UiO-66除了具备其他MOFs材料的比表面积大、孔隙率高及孔道易调、易功能化等特点外,与大多数MOFs材料不同,还具有优异的化学稳定性、机械稳定性、热稳定性和抗水性能,使其在吸附及催化领域具有巨大的应用前景。本文详细介绍了UiO-66的合成方法最新研究进展,包括溶剂热法、机械研磨法、微波辅助法、持续流法及干胶转化法,同时指出干胶转化法产品收率高,纯化、活化过程简单且不产生有机废液,是UiO-66合成及未来工业化生产的发展方向。同时综述了改性UiO-66材料近年来在有毒工业化学品吸附及化学战剂催化降解领域中的研究进展,展望了静电纺纳米纤维负载UiO-66在化学防护领域应用的发展趋势。

现场侦检装备在应对化学威胁中的应用与发展

近年来,国内外不断发生的化学恐怖袭击和化学事故仍然是当今人类生存、国家安全所面临的重大威胁。化学侦检是防化应急处置与救援的眼睛,熟练掌握和正确使用侦检装备是应对化学威胁、降低损失和伤亡的关键因素。基于化学传感等技术的侦检装备具有响应快速、智能便携的特点,并且在远程监测和实时值守等方面具有优势。该文针对涵盖电化学传感器、质量敏感型传感器、红外传感器、拉曼传感器、离子迁移谱仪、火焰光度检测器、光致电离检测器、远程遥测传感装备等在内的现场侦检装备,从原理、性能、优势和不足等方面进行了概述,重点阐述了侦检装备在应对化学威胁方面的最新进展,并对其发展趋势、应用前景进行了展望,以期为化学侦检装备在应对化学威胁中的深入研究与应用提供参考。

锆基金属-有机骨架呼吸道防护材料研究进展

在执行作战、应急救援及事故处理等任务的过程中,经典化学战剂(Chemical warfare agents,CWAs)和有毒工业化学品(Toxic industrial chemicals,TICs)扩散均会对人员呼吸安全造成严重威胁,从而要求防毒面具必须能够同时对CWAs和TICs提供广谱有效的防护。目前,国内外过滤式防毒面具主要使用ASZM-TEDA型浸渍活性炭作为防护材料,该材料对TICs防护性能较差,且表面物理吸附的有毒物质分子室温下易发生解吸。因此,需要设计开发新型呼吸道防护材料,在对CWAs和TICs进行广谱防护的同时,实现有毒物质的原位降解。金属-有机骨架(Metal-organic frameworks,MOFs)材料比表面积高、结构多样,其模块化的构筑方式使人们可以灵活地对MOFs性质进行按需设计,因而被认为是最有潜力实现有毒物质广谱防护和原位消毒的新型呼吸道防护材料。其中,锆基金属-有机骨架(Zr-MOFs)材料具有丰富的表面活性中心与良好的稳定性,并表现出优异的CWAs和TICs吸附与催化降解性能,近年来受到各国研究者的关注。就用于CWAs和TICs吸附消除的Zr-MOFs材料而言,目前的研究工作主要集中于UiO-66-NH 2体系。研究人员分别对其粉体和成型颗粒的吸附性能进行了系统研究,发现UiO-66-NH 2粉体对NH 3、Cl 2和NO 2等多种TICs具有优异的本征吸附能力,并进一步探索通过构筑等级孔隙结构改善有毒物质分子在UiO-66-NH 2成型颗粒孔道内的扩散性质。针对用于CWAs和TICs催化降解的Zr-MOFs材料,目前的研究工作主要围绕具有不同节点连接数的一系列Zr-MOFs展开。研究人员通过优化孔径尺寸、节点连接数以及有机配体种类,实现了对Zr-MOFs有毒物质催化降解性能的有效调控,并拓展研究了Zr-MOFs在多相缓冲介质及纯液体环境中对有毒物质的催化降解能力,以推进其作为防护材料的实际应用。本文围绕Zr-MOFs呼吸道防护材料,在分析其结构与表面酸碱性质特点的基础上,综述了Zr-MOFs材料在有毒物质吸附与催化降解方面的研究进展,探讨了Zr-MOFs结构与其性能间的构效关系,并展望了未来研究工作的重点方向。