Electrically Heatable Graphene Aerogels as Nanoparticle Supports in Adsorptive Desulfurization and High-Pressure CO Capture

链接： https://doi.org/10.1002/adfm.202002788

通讯作者：Diana Iruretagoyena, and Robert Menzel

单位：利兹大学

还原氧化石墨烯（rGO )气凝胶为水滑石衍生的纳米粒子(如镁铝混合金属氧化物(镁铝MMO))提供了高度稳定的多功能多孔载体，在两个重要的商业吸附应用中发挥着重要作用。引入了一种简便的方法，在纳米碳气凝胶中均匀地负载功能性的、由乳酸脱氢酶衍生的纳米颗粒，以提高它们在气相和液相吸附应用中的功能性能。具体地说，聚合物辅助组装的乳酸脱氢酶修饰的氧化石墨烯片被成功地用于在多孔氧化石墨烯气凝胶载体的导电框架内负载金属氧化物和金属纳米粒子(镁铝MMO、镍铝MNP、铜铝MNP)，负载率高达88%。在开放的大孔气凝胶中支持LDH衍生的纳米粒子导致其有机硫吸附特性的显著改善，包括显著增加的有机硫吸收能力(对于简单和空间位阻的芳族有机硫)，30倍加速的吸附动力学，优异的有机硫选择性和显著改善的吸附剂再生稳定性。气凝胶支撑的镁铝MMO纳米粒子与未支撑的纳米粒子粉末相比，在吸附脱硫性能方面表现出显著的增强，包括有机硫吸收能力(> 100%增加)、吸附动力学(> 30倍)和纳米粒子再生稳定性(> 3倍)的显著提高。气凝胶支持的NiAl和CuAl金属纳米粒子的有机硫容量也有所提高。重要的是，rGO气凝胶网络的导电性通过石墨载体的直接电加热实现了精确和稳定的纳米粒子温度控制，从而增加了全新的功能。与传统的外部加热相比，载体介导的电阻加热允许以快得多的加热速率(>700 °C∙min)进行热纳米颗粒回收，并显著降低能耗。首次在与燃烧前碳捕获和氢生成技术相关的高温和高CO压力条件下评估了镁铝-MMO/氧化锗杂化气凝胶的CO吸附性能。气凝胶负载的镁铝MMO纳米颗粒的总CO容量是未负载的纳米颗粒的两倍多，达到2.36 mmol·COg(在 P = 8 bar, T = 300 °C时)，优于其他高压CO吸附剂。

Rapid Fabrication of Noniridescent Structural Color Coatings with High Color Visibility, Good Structural Stability, and Self-Healing Properties

链接：https://sci-hub.se/10.1021/acsami.9b01522

通讯作者：唐炳涛

单位：大连理工大学

非晶光子结构的人工构建是获得非发光结构颜色的重要途径，在涂料、纺织品着色、显示或其他与颜色相关的领域显示出巨大的实际应用潜力。然而，由于非相干散射的影响，结构颜色通常较暗，微球之间的点接触导致结构稳定性差。本文提出了一种通过将APSs与聚合物结合来构建具有高颜色可见度、良好结构稳定性和自愈合性能的非荧光结构彩色涂层的创新策略。通过喷涂聚砜酰胺与WPU相结合的方法制备了具有高显色性和良好结构稳定性的非荧光结构彩色涂层。结果表明，聚砜膜具有固有的光吸收特性和高折射率，在不添加黑色光吸收物质的情况下，明显提高了APS涂层的颜色可见度。WPU作为一种粘合剂提高了APS涂层在各种基材上的结构稳定性，如玻璃甚至柔性织物。此外，在制备的APS涂层上形成的WPU保护膜不仅增强了结构稳定性，而且赋予了自愈合性能。通过简单的掩模工艺可以在各种衬底上实现快速图案化。由于多硫化物微球的固有特性，在不添加黑色吸光物质的情况下，颜色可见度显著提高。同时，水性聚脲的引入增强了体系的结构稳定性，赋予了体系自愈合性能。所制备的涂层可应用于各种基材，甚至柔软织物的着色，不仅获得优异的性能，而且易于批量图案化。