摘要:具有纳米结构特征的二维化合物正引起世界各地研究人员的关注。它们在各个领域的广泛应用和未来技术进步的巨大潜力使研究进展不断加快。随着人们环保意识的增强,废水处理和防止危险物质进入环境已成为重要方面,而消费者需求的增加导致了新的、通常不可生物降解的化合物的出现。在这篇综述中,我们重点介绍使用最有前景的二维材料,如 MXenes、Bi 2 WO 6 和 MOFs,作为催化剂来改进 Fenton 工艺以降解不可生物降解的化合物。我们分析了该工艺的效率、毒性、先前的环境应用以及催化剂的稳定性和可重复使用性。我们还讨论了催化剂的作用机理。总之,这项工作为在工业和城市废水处理中使用基于二维材料的催化剂的可能性提供了深刻的见解。
co 2分离在应对温室效应引起的气候变化方面起着至关重要的作用,并证明天然气和沼气的能源质量。高度必需的CO 2分离技术。膜分离技术在CO 2分离过程中特别有吸引力。但是,交易关系限制了气体分离过程中聚合膜的气体分离效率。因此,有必要准备高性能膜,例如混合基质膜(MMMS)进行CO 2分离。本综述主要集中于制备方法,材料特性和CO 2分离效率,其中包含各种纤维,例如修改的ZIF,MOF和GO,以及新兴的MOF基于MOF的复合材料,2D MOF和2D MXEN。修改后的填充剂与聚合物基质表现出更高的兼容性,从而提高了机械稳定性和MMM的CO 2分离效率。2D材料可以显着提高MMM的CO 2分离效率,这是由于其分层结构和气体传输方式的有效调节。最后,提供了气体分离过程中的未来方向和结论。
挥发性有机化合物(VOC)代表健康和环境危险化合物,但在其他领域中也起着至关重要的作用,包括早期疾病诊断和对饮食生产重要的健康状况的感知感。准确的VOC分析是必不可少的,需要创新的分析方法才能快速现场检测,而无需复杂的样品准备。表面增强的拉曼光谱(SER)是一个多功能的分析平台,非常适合检测化学物种。它依赖于光学探测金属纳米结构,这些金属纳米结构与与表面等离子偶联相关的紧密限制的电磁场,然后将拉曼散射的效率提高至单分子检测。尽管如此,SERS仍面临局限性,尤其是不与高贵金属结合的分析物。可以通过将传感器表面与金属有机框架(MOF)接口来规避此限制。以其化学和结构多功能性而闻名,MOF在其多孔结构中有效地预浓缩了低分子量物种。本评论介绍了基于MOF的SERS基材的最新发展,强调设计规则以最大化分析性能。在工业和环境监测的背景下讨论了检测有害VOC的状态的概述。此外,还包括对医学诊断和香气和风味分析中新兴应用的VOC分析调查。
Stöber方法传统上用于创建非晶态玻璃样胶体,一直是材料科学的基石。但是,其应用仅限于狭窄的材料系统范围。HU研究团队现在扩大了该方法的范围,以包括MOF和CPS,利用基本蒸气扩散技术来控制生长动力学。这种新颖的合成途径可导致均匀且定义良好的MOF和CP球。
在不同领域的关系和应用。1–3由两个或更多供体中心组成的多齿配体可以连续延伸以特殊的模式延伸以产生一种聚合物形式,称为辅助聚合物(CPS); 4-12该术语是由J. C. Bailer在1967年引入的。13主要是,二羧酸盐和双吡啶基有机化合物用于设计CPS。CP的尺寸在很大程度上取决于有机连接器,金属节点和反应条件的性质,并且可以从1d延伸至2D和3D。在2D或3D CP中存在适当的孔隙度已定义了一种创新的材料,称为金属有机框架(MOF)。13–15 CPS/MOF,一类带有引人入胜的结构结构和拓扑结构的杂交多功能晶体材料已被广泛用于气体存储和分离,催化,感应,磁性,药物,药物递送,生物技术,生物技术,电导率,蛋白电导率,智能设备的制造等目前,全球主要的挑战是停止C级排放,探索绿色能源资源并保持零能源损失。 具有智能电导率和可持续性的材料高度优势。 有了这个期望,许多研究小组致力于将许多此类材料设计为目前,全球主要的挑战是停止C级排放,探索绿色能源资源并保持零能源损失。具有智能电导率和可持续性的材料高度优势。有了这个期望,许多研究小组致力于将许多此类材料设计为
可切换的金属有机骨架 (MOF) 会随着时间改变其结构并选择性地打开其孔隙吸附客体分子,从而实现高选择性分离、压力放大、传感和驱动应用。MOF 的 3D 工程已达到高度成熟,但时空演化为通过 t 轴设计在第 4 维(时间)中工程材料开辟了新视角,本质上是利用了对活化能垒的刻意调整。这项工作展示了第一个例子,其中展示了可切换 MOF(DUT-8,[M 1 M 2 (2,6-ndc) 2 dabco] n,2,6- ndc = 2,6-萘二甲酸酯,dabco = 1,4二氮杂双环[2.2.2]辛烷,M 1 = Ni,M 2 = Co)的显式时间工程。时间响应通过改变钴含量来刻意调整。本文介绍了一系列先进的分析方法,用于分析由蒸汽吸附激发的切换动力学,这些方法使用原位时间分辨技术,包括从整体吸附和先进的同步加速器 X 射线衍射实验到单个晶体分析。一种基于微流体通道中单个晶体的微观观察的新型分析技术揭示了迄今为止报道的吸附切换的最低限度。晶体整体的时空响应差异源于诱导时间,该诱导时间在统计上有所不同,并且随着钴含量的增加而特征性地变宽,这反映了活化能垒的增加。
高导电性的金属有机骨架 (MOF) 已被证明是一种令人兴奋的储能设备电极材料。然而,大多数 MOF 表现出低电导率,这限制了它们在超级电容器中的使用。为了解决这个问题,采用一种简单的酸处理方法获得纳米花状镍 2- 甲基咪唑骨架 (Ni-MOF),以在不破坏其骨架的情况下提高电导率。用最佳 pH 值为 2 的硫酸 (H 2 SO 4 ) 溶液处理的样品 (Ni-MOF-2) 表现出改善的表面纹理和优异的电化学特性。Ni-MOF-2 样品在 6 M 氢氧化钾 (KOH) 水性电解质中在 1 A/g 时显示出比其他样品高的 467 C/g 的比容量 (C s )。这主要是由于酸处理后 Ni-MOF-2 中的质子传导增强。此外,还使用电池型 Ni-MOF-2 作为正极,使用富含杂原子的活性炭 (O、N、S@AC) 作为负极,制造了混合超级电容器 (HSC) 装置。制造的 HSC 的最大比容量 (C s ) 为 38 mAh/g,比能量 (E s ) 高达 39 Wh/kg,最大比功率 (P s ) 为 11,079 W/kg。此外,HSC 在 10,000 次连续恒流充电/放电 (GCD) 循环中表现出约 87% 的出色循环稳定性。
可切换金属 - 有机框架(MOF)随着时间的流逝而改变其结构,并有选择地打开其吸附的客体分子,从而导致高度选择性的分离,压力扩增,感应和驱动应用。MOF的3D工程已经达到了高水平的成熟度,但是Spatiotem -Poral Evolution通过T-轴设计在第四维(时间)中开辟了一种新的视角,从本质上利用了故意调整激活障碍。这项工作演示了第一个示例,其中可切换MOF(DUT-8,[M 1 M 2(2,6-NDC)2 DABCO] N,2,6- ndc = 2,6- ndc = 2,6-萘二羧酸盐,dabco,dabco = 1,4diazabicyclo [2.2.2] coco coco coco coco coco coco coco coco coco coco coco coco coco,m 1 =时间响应是故意通过钴含量变化来调整的。提出了一系列高级分析方法,用于分析使用蒸气吸附刺激的开关动力学,使用原位时间分辨技术,从集合吸附和先进的同步体X射线X射线衍射实验到单个晶体分析等级。基于微流体通道中各个晶体的显微镜观察的新分析技术揭示了到目前为止报道的吸附切换的最低限制。晶体集合的时空响应的差异源自统计上的诱导时间,并随着钴含量的增加而变化,反映了激活屏障的增加。
基于铁的纳米材料(INM),由于其特殊的磁性,出色的生物相容性和功能,已在肿瘤诊断和治疗中已发展为强大的工具。我们在此处概述了诸如氧化铁纳米颗粒,元素掺杂纳米复合材料和铁基有机框架(MOFS)等INM如何显示多功能性,以改善肿瘤成像和治疗。在成像方面,INM提高了磁共振成像(MRI)和光声成像(PAI)等技术的灵敏度和准确性,并支持多模式成像平台的开发。关于治疗,INM在高级策略中起着关键作用,例如免疫疗法,磁性高温和协同组合疗法,这些疗法有效地克服了肿瘤诱导的耐药性并降低全身毒性。INM与人工智能(AI)和放射线学的整合进一步扩展了其精确肿瘤识别,治疗优化和扩增治疗监测的能力。INM现在将材料科学与先进的计算和临床创新联系起来,以实现下一代癌症诊断和治疗学。