载中药聚乳酸多孔纳米纤维医用敷料

为构筑人体可吸收、抗菌消炎且轻薄柔软的可用于伤口愈合的医用敷料,以聚乳酸为原料,掺杂板蓝根(RI)、柴胡(BC)和茶多酚(GTP)等中药成分,采用氯仿与丙酮二溶剂体系,借助静电纺技术制备聚乳酸(PLA)多孔纳米纤维载中药敷料。通过扫描电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪(XRD)和接触角测试仪等手段分析了载中药敷料的微观结构、润湿性能、保水吸液性、抗菌性以及体外降解性能等。结果表明:采用氯仿和丙酮二溶剂体系制备的载中药敷料其纤维具有多孔特征,纤维直径为747~1 550 nm。敷料中所载板蓝根、柴胡、茶多酚与聚乳酸间并未发生负面改性的化学反应。载板蓝根、柴胡、茶多酚的敷料在载药量为3%时对金黄色葡萄球菌抑菌率分别为79.2%、82.5%、75.7%,对大肠杆菌抑菌率分别为79.1%、80.2%、73.9%。同时,较纯聚乳酸敷料,载中药敷料具有较好的透气性和体外降解性,其保水吸液性均提高20%以上,适合用作伤口敷料。

表面效应对多孔纳米梁热屈曲行为影响的辛方法

为了分析表面效应对多孔纳米梁热屈曲行为的影响,基于Grutin-Murdoch表面弹性理论和Euler梁理论,采用Hamilton体系研究了梯度多孔纳米梁的热屈曲问题。在辛空间中,梯度多孔梁的屈曲问题归结为系统的零本征值问题,纳米梁的屈曲临界温度和屈曲模态对应于Hamilton体系的辛本征值和本征解。假设梯度多孔材料的性能在整个厚度上连续变化,并考虑了孔隙率沿其厚度不均匀分布的2种余弦形式,通过分叉条件及归一化方法解析地给出了屈曲模态和纳米梁发生屈曲的临界屈曲升温。以图表形式呈现了表面效应对梯度多孔纳米梁热屈曲的影响。结果表明:梯度多孔纳米梁具有十分显著的表面效应。考虑表面效应,多孔纳米梁的临界热载荷和临界屈曲升温都会提高,同时,适当的孔隙率系数和孔隙分布方式可以有效地改善多孔纳米梁的力学性能。

纳米多孔Pt,PtRu及PtRuIr催化剂的电化学FTIR光谱之比较(英文)

近年来,致力于Pt基电催化剂在燃料电池中的应用已取得显著成果.但随贵金属(如Pt)成本的增加,提高催化剂的活性以及降低负载量的需求也日益迫切.为此,作者合成并比较了纳米多孔Pt,PtRu及PtRuIr3种电催化剂.以扫描电镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征水热法制得的纳米多孔电极.CO汽提实验和甲醇氧化反应测试上述纳米多孔材料的电催化活性.结果表明,添加Ir极大改善纳米多孔PtRu的活性.采用现场电化学FTIR光谱技术研究纳米多孔Pt,PtRu及PtRuIr电极上的甲醇氧化反应,以进一步揭示这种显著增强效应的成因.

铜纳米颗粒修饰多孔氮化硼高效还原对硝基苯酚的研究

为了寻找高催化活性、环境友好、价格低廉、稳定性好的催化剂,研究金属与载体之间的协同催化效应,采用煅烧前驱体法制备了表面富含羟基和氨基的高比表面积多孔h-BN载体,通过简单的液相还原法成功地制备出粒径分布均匀的Cu/h-BN纳米复合材料,并对复合材料的组成、微观结构和性能进行表征。结果显示,铜纳米粒子的引入并未破坏多孔h-BN的二维片状结构,但比表面积及孔径均有不同程度的下降。以对硝基苯酚(4-NP)还原为对氨基苯酚(4-AP)为模型反应,考察Cu/h-BN复合材料的催化性能,当Cu含量为6%(质量分数)时,复合纳米材料具有最高的催化性能(表观反应速率常数k=4.62×10^(-2) s^(-1))和稳定性,催化活性在5个循环内基本保持不变。因此,具有高比表面积的h-BN载体负载可稳定Cu纳米颗粒,它们之间的协同催化作用使Cu/h-BN具有优异的催化活性和稳定性。此研究为今后进一步研究金属与h-BN协同催化提供了理论基础。

多孔通道结构纳米纤维膜的制备及油水分离性能

通过静电纺丝制备以聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)/聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)为壳,PVP/纤维素纳米晶体(cellulose nanocrystal,CNC)为核的Janus结构纳米纤维膜,并利用绿色的水刻蚀法获得用于油水分离的多孔通道结构纳米纤维膜。结果表明,多孔通道结构增加了纳米纤维内部的储水空间,提供了额外的水分渗透路径,赋予了纳米纤维膜优异的亲水性和水下超疏油性。纳米纤维膜的孔隙率从54%提升至83%,水下油接触角从134°提升至164°,水通量从731 L/(m^(2)·h)提升至3344 L/(m^(2)·h)。纳米纤维膜对水包正己烷乳液的渗透通量高达1985 L/(m^(2)·h),滤液中的TOC含量低于50 mg/L,表明其油水分离效果较好。这种多孔通道结构纳米纤维膜的设计理念为开发油水分离膜提供了一种绿色的制造思路。

负载花青素的多孔聚乳酸纳米纤维指示膜用于无损检测羊肉的新鲜度

肉类营养物质丰富,营养价值高,但在贮藏和销售中易受不良环境影响发生腐败变质,因此肉类的新鲜度实时监测在其流通过程中至关重要。纳米纤维具有较高的比表面积和较高的孔隙率,多孔的纳米纤维其比表面积和孔隙率会更高,有利于增加传感的灵敏度。实验以聚乳酸为基材,蓝莓花青素为指示材料,使用静电纺丝技术制备了多孔纳米纤维颜色指示膜。扫描电子显微镜表明指示膜具有均匀、光滑的纤维结构,纤维表面具有大小一致的孔隙,有利于花青素的负载以及纳米纤维的快速响应。通过氨响应性探究出指示膜对不同浓度的氨溶液有颜色响应。将指示膜应用于羊肉的新鲜度检测中。结果表明,多孔纳米纤维颜色指示膜在羊肉从新鲜到腐败的过程中,颜色从紫红色变为深灰色,能够被肉眼识别。综上所述,该多孔颜色指示膜能够实现羊肉新鲜度的无损检测,对食品安全检测技术的研究具有借鉴意义。

蛋白质发泡法制备多孔陶的研究进展

多孔陶瓷由于其特殊的结构,在工程领域具有广泛的应用。蛋白质具有生物相容性好,兼具发泡、凝胶、稳定的性质,是常用的多孔陶瓷制备原料。本文主要介绍蛋白质发泡法制备多孔陶瓷的研究进展,以及提升泡沫稳定性的方法。研究表明,添加表面活性剂、蛋白质纳米聚合物或对陶瓷颗粒进行表面修饰,可以有效提升泡沫稳定性。

核壳结构多孔纳米纤维膜的制备及油水分离性能研究

采用可生物降解的聚乳酸(PLA)制备多孔纳米纤维膜用于油水分离,以多孔PLA为壳、聚氨酯(PU)为核借助同轴静电纺丝制备PLA/PU同轴纳米纤维油水分离膜,改善力学性能,提高复用性。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)等手段考察膜材的形貌特征、力学性能和复用性。结果表明:PU的引入提升了纳米纤维膜的力学性能,PLA/PU14%浓度的同轴多孔纳米纤维膜可使油水分离效率达到94.12%;经油水分离后的纯PLA纳米纤维膜的力学性能与分离效率出现下降,而纯PU与PLA/PU纳米纤维膜却有所提高,使用5次后的PLA/PU14%分离效率最好,达到了94.72%。PLA/PU同轴纳米纤维膜有效提高了油水分离的分离效率和膜材的可复用性,具有良好的应用前景。

富氮多孔碳纳米片的氮掺杂构型调控及其储锌性能

基于多孔碳正极和锌金属负极构建的水性锌离子电容器(ZICs)具有成本低、环境友好、安全性高和长期耐用等优点,近年来受到广泛关注。本文以具有共价有机框架结构(COF)的富氮聚合物为碳源前体,通过简单的炭化自活化策略,合成了富氮多孔碳纳米片(NPCN-x)。研究表明,基于聚合物前体丰富的COF结构特点,炭化温度对所制备碳材料的氮含量和氮掺杂构型有显著影响,且碳材料表面的吡咯氮含量与其储锌性能呈现高度线性相关。优化后的NPCN-800其吡咯氮原子分数高达2.15%,作为ZICs的正极材料,在0.5A/g的电流密度下,展现出158mAh/g的高比容量和优异的循环稳定性。结合密度泛函理论计算发现,碳材料表面的吡咯氮构型具有优异的电化学活性,能够显著增强Zn离子的化学吸脱附过程。该研究为高性能ZICs用碳基电极材料的设计构建提供了新思路。

纳米多孔碳孔径对SrBr_(2)化学蓄放热性能的影响

溴化锶(SrBr_(2))被认为是化学蓄热领域最有前景的材料之一。为探究载体孔径大小对SrBr_(2)蓄放热性能的影响,分别以孔径为10、30、50和100 nm的纳米多孔碳(NCP)为载体,采用浸渍法制备多孔碳基SrBr_(2)复合材料。通过XRD、SEM和BET对复合材料的微观形貌结构进行表征,并通过水合实验和同步热分析对其蓄放热性能进行测试。结果表明,复合材料的吸水量和蓄热密度随孔径先增大后减小,存在最优载体孔径。其中,NCP50-SrBr_(2)具有最优的平衡吸水量和蓄热密度,分别为0.703 g/g和1198.62 kJ/kg。NCP50-SrBr_(2)表现出更快的反应速率,在水合反应30min后蓄热密度可达945.34kJ/kg。研究结果可为纳米尺度定向调控化学蓄热材料性能提供理论依据。

CuGa_(2)前驱体合金的制备和去合金化过程中纳米多孔铜的形成

在220℃的加热条件下制备前驱体CuGa_(2)合金,运用化学腐蚀与电化学腐蚀两种去合金方法制备纳米多孔铜,分析不同浓度的腐蚀介质对多孔结构形成的影响,并分别用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能量色散X射线光谱(EDS)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP-Ms)分析样品的相组成和微观形貌。结果表明,合金化过程中以甲基硅油作为防氧化保护介质可获得前驱体CuGa_(2)合金;不同腐蚀介质对纳米多孔铜的形成有显著影响。在电化学腐蚀过程中,由于不同溶液中Cu,Ga与CuGa_(2)的平衡电位不同对纳米多孔铜的形成影响显著,1M HCl溶液中CuGa_(2)的平衡电位与Cu的平衡电位相近,Ga、Cu原子会共同溶解导致无法形成多孔结构;1M NaOH溶液中Cu与CuGa_(2)的平衡电位的电位差较大,可进行充分腐蚀获得多孔结构,形成的多孔孔隙分布杂乱且不均匀,孔径范围为120 nm~1μm。前驱体合金经1M HCl溶液的化学腐蚀,由于H^(+)的腐蚀作用,Cl^(-)促进Cu原子的扩散重排,获得的多孔纳米铜形貌与结构更加清晰均匀且连续,其孔径范围为20~100 nm。

尿素调控纳米多孔合金NiFeCoMgCN的电催化性能

制备高效、稳定的析氧反应(OER)电催化剂是工业制氢的关键所在。使用尿素作为造孔剂和活性C/N源,基于纳米级柯肯达尔效应,通过高温烧结制备了纳米多孔合金NiFeCoMgCN,并分析了其作为电极的电催化性能。结果表明:在1 M KOH溶液中,NiFeCoMgCN电极在10 mA·cm^(-2)下的过电位为199 mV,Tafel斜率为41.7 mV·dec^(-1),优于IrO_(2)/Ni foam电极(10 mA·cm^(-2)下的过电位为215 mV,Tafel斜率为76.3 mV·dec^(-1)),并且在1 A·cm^(-2)的大电流密度下能够持续工作至少100 h。NiFeCoMgCN电极优异的催化活性归功于其连续的纳米多孔结构和本质活性的提高。

三维柱阵列型纳米多孔硫化亚锡负极的电化学合成与储锂性能研究

本研究在铜箔基底上通过无模板恒流电沉积技术成功制备出三维柱阵列型纳米多孔铜镍集流体。采用恒压电沉积方式在该集流体表层沉积SnS纳米颗粒,形成了具有三维柱状结构的纳米多孔硫化亚锡电极。利用恒流充放电测试与XRD、SEM、EDS技术,综合评估了该负极的电化学特性、微观结构、化学元素分布及其物相成分。结果表明,所制备的纳米柱表面存在孔隙,阵列间隙均匀。在0.1 mA/cm^(2)电流密度下,该电极首次放/充电过程中分别提供了0.77/0.48 mAh/cm^(2)的面积比容量,首次库仑效率为62%。经过50周循环后,电极可逆比容量仍达0.30 mAh/cm^(2),容量保持率为62.5%。

掺镁纳米多孔钛涂层的生物特性及促成骨分化作用

目的:通过微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)将生物活性镁离子掺入纳米多孔钛基础涂层,探讨其物理特性及对成骨的影响。方法:通过改变MAO电解液成分,控制多孔钛涂层中掺镁量,制备非含镁和含镁钛多孔钛涂层(MAO、MAO-mg)。采用扫描电镜(SEM)、粗糙度及接触角和能量色散X射线光谱仪(EDS)对样品进行表征分析,电感耦合等离子体/光学发射光谱仪(ICP-OES)测定掺镁纳米多孔钛涂层的Mg^(2+)释放能力。通过活/死双染、CCK-8检测材料增殖-毒性,并使用FITC-鬼笔环肽通过染色β肌动蛋白,确定细胞骨架结构。通过茜素红(ARS)、碱性磷酸酶(ALP)染色及实时聚合酶链式反应(qRT-PCR)确定涂层对体外成骨分化的影响。采用SPSS 25.0软件包对数据进行统计学分析。结果:加入镁离子的MAO电解液不会改变多孔钛涂层物表面特征,MAO制备出的各组涂层具有相似的微孔结构(P>0.05),MAO处理组(MAO、MAO-mg)表面粗糙度和接触角无显著差异(P>0.05),但显著高于Ti组(P<0.05)。EDS及ICP分析显示,镁离子成功掺入并从材料中释放。活/死双染及细胞增殖测定显示,与Ti组相比,MAO处理组无毒(P>0.05),且随着细胞培养时间延长,MAO-mg显著促进细胞增殖(P<0.05)。MAO-mg组ALP、ARS染色效果显著高于其他组;qRT-PCR显示,MAO-mg组的Runx2 mRNA(P<0.05)、ALP(P<0.05)和骨钙素OCN(P<0.05)表达显著高于Ti、MAO组。结论:MAO成功制备含镁纳米多孔钛涂层,且表现出明显的促成骨分化作用。

纳米多孔NiO-Ni/Al_(3)Ni_(2)复合催化剂的制备及析氢性能研究

利用电解水技术制取氢气是一种清洁环保的氢气生产方法,而要实现电解水制氢的工业化应用,关键在于开发高效、稳定且成本低廉的析氢反应催化剂。采用脱合金法和电化学氧化处理相结合的方法,制备出了一种纳米多孔NiO-Ni/Al_(3)Ni_(2)复合催化剂。由于Ni、Al_(3)Ni_(2)和NiO三相的协同作用,NiO-Ni/Al_(3)Ni_(2)复合催化剂表现出了良好的电催化水分解析氢活性。通过调整电化学氧化处理的工艺,能够获得具有不同组分比例的复合催化剂,其中,NiO-Ni/Al_(3)Ni_(2)-10s催化剂具有最佳的析氢反应催化性能,在碱性介质中,仅需79.1 mV的过电位就可达到10 mA/cm^(2)的电流密度,同时该催化剂还展现出了卓越的长期稳定性。这一研究成果将为开发高活性、高稳定性的镍基析氢催化剂提供有价值的启示和借鉴。

模板法制备的纳米木质素基分级多孔碳性能研究

文章以纳米木质素(LNP)为碳前驱体,借助模板法制备了LNP基分级多孔碳。相比于单模板法制备的LNP基分级多孔碳(SLC和FLC),纳米SiO_(2)耦合PluronicF127作为双模板剂制备的LNP基分级多孔碳(FSLC)呈现“蜂窝状”结构,并具有典型的介孔特征,介孔率高达87%。作为超级电容器的电极,FSLC展现出了很好的电化学性能,当电流密度为0.5 A/g时,其质量比电容为250 F/g,是SLC质量比电容(95 F/g)的163%。双模板法制备高性能分级多孔碳可为木质素在储能领域的应用提供新途径。

高性能三维纳米多孔氧化镍电致变色薄膜材料

作为一种很有前景的电致变色材料,传统方法制备的氧化镍薄膜结构致密,对比度、响应速度等性能却并不理想。本研究首次通过结合电沉积与脱合金法制备了三维纳米多孔的氧化镍薄膜,通过对薄膜特征的检测和电致变色性能的测试,薄膜表现出较高的光学对比度(66.4%,550 nm基准)、较快的变色时间(褪色时间3.4 s,着色时间2.6 s)以及较高的着色效率(65 cm^(2)/C)。这些优异的性能可以归因于薄膜材料的三维纳米多孔结构,为离子提供大量的通道与嵌合位点。这些优点对氧化镍在电致变色器件领域的应用有重要意义。

LTNE条件下多孔方腔内Cu-水纳米流体自然对流研究

采用局部非热平衡假设,对固体骨架分别为玻璃球和泡沫铝的多孔介质方腔内Cu-水纳米流体自然对流进行数值模拟。研究了无量纲容积换热系数、瑞利数、孔隙率和纳米颗粒体积分数对多孔方腔内纳米流体自然对流传热特性的影响。结果表明,当瑞利数较小时,可以用局部热平衡模型代替局部非热平衡模型计算多孔腔体内的自然对流。当瑞利数较大时,对于填充玻璃球的多孔腔体自然对流,孔隙率较大时可以采用局部热平衡模型计算,而对于填充泡沫铝的多孔腔体自然对流应采用局部非热平衡模型计算。填充泡沫铝的腔体内使用Cu-水纳米流体时,总的传热速率并没有明显的变化。对于填充玻璃球的腔体,当瑞利数较小时使用Cu-水纳米流体可以明显增加腔体的传热速率,而当瑞利数较大时填充玻璃球的腔体传热速率随纳米颗粒体积分数的增大而降低。

纳米黑卡流体在低渗透多孔介质的动态吸附规律

纳米流体在多孔介质表面的吸附和滞留是影响纳米技术提高非常规油气田采收率的关键因素。纳米黑卡作为一种两亲性片状纳米材料,其在岩心中动态吸附规律的研究必不可少。首先,绘制纳米黑卡流体标准曲线,开展静态吸附实验确定饱和吸附浓度;然后,开展不同影响因素下纳米黑卡流体的动态吸附实验,通过单因素分析和多元线性回归方法研究动态吸附规律,建立动态吸附量回归方程。结果表明,纳米黑卡流体的饱和吸附浓度为75 mg/L,静态吸附量最大值为1.83 mg/g;其动态吸附量与低渗透岩心渗透率(K)呈负对数相关,与纳米黑卡流体矿化度倍数(MS)呈负线性相关,与纳米黑卡流体注入段塞(V_(2))和后续水驱注入速度(v)均呈正线性相关。纳米黑卡流体在低渗透岩心的动态平衡吸附量(η^(2))与K、MS、v、V_(2)之间的多元线性回归方程为:η^(2)=10^(-3)(-0.4-0.005 K-0.094MS+1.301 v+3.347 V_(2)),R^(2)为0.989。当K为20×10^(-3)μm^(2)、MS为2、v为0.3 mL/min、V_(2)为0.5 PV时,通过回归方程计算得到纳米黑卡的动态吸附量为1.328×10^(-3)mg/g,与实验结果(1.321×10^(-3)mg/g)接近。保持适度的矿化度范围(MS<4)、调整注入段塞(0.5 PV)和降低后续水驱注入速度(<0.45 mL/min)可以降低纳米黑卡流体的动态吸附量,有利于低渗透油藏进一步提高采收率。

纳米多孔NiFeCoTi高熵合金电极的析氢反应性能

开发高效、稳定的电催化剂用于电化学水分解制氢至关重要。通过合金化和脱合金化法制备了纳米多孔NiFeCoTi高熵合金电极,并对其碱性析氢反应性能进行了研究。结果表明:该电极具有柱状纳米多孔结构,能够促进电催化反应过程中的电子传递和质量运输,表面的NiFeCoTi高熵合金可以提供双功能的电催化活性位点,促进水的解离和氢中间体的吸附/结合。在1 M KOH电解液中,纳米多孔NiFeCoTi电极在~111 mV的过电位下就能够达到400 mA/cm^(2)的电流密度,具有较低的Tafel斜率和优异的长期稳定性。