武汉科技大学梁峰教授团队在纳米催化和水凝胶应用方面取得了一系列进展。
利用金纳米粒子的可塑性，梁峰教授研究组可控制备了低钯含量的星形金钯双金属纳米粒子。通过对Au-Pd双金属纳米星中间产物的一系列表征，提出了Au-Pd纳米星的“两步”生长机制，即先形成单一金属Au纳米球，再以此为核形成双金属Au-Pd纳米星。由于纳米颗粒中钯的加入，纳米颗粒不仅能有效催化对硝基苯酚(工业废弃物)还原为对氨基苯酚(工业原料)，还能有效催化铃木偶联反应，实现了催化剂的多功能化。研究成果“低PD含量的Au-PD纳米星:可控制备和显著的催化性能”发表在《物理化学杂志》上。马涛，化学化工学院2017博士生，本文第一作者。
金-钯双金属纳米粒子的可控制备及多功能催化示意图
将石墨烯气凝胶引入掺杂聚多巴胺纳米粒子(PDA-NPs)的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)网络中，由梁峰教授研究组与国家纳米科学中心韩栋研究组合作制备多功能水凝胶。制备的水凝胶除了具有增强的力学性能、良好的导电性和自粘性外，还表现出近红外和温度双重响应性能，可以根据需要释放药物；此外，水凝胶的电阻随着药物释放过程而变化，因此可以利用电阻变化实时监测药物释放浓度。这使得它在药物控释和精准医疗领域具有潜在的应用价值。研究成果《温度/近红外响应导电水凝胶用于药物控释和实时监测》发表在《纳米尺度》杂志上。朱玉婷，化学化工学院2016博士生，本文第一作者。
在农药的实际应用中，促进化学喷雾在目标作物上的铺展和沉积，对提高农药使用效率，减少对环境的影响具有重要意义。柱[n]芳烃是一种新型大环超分子主体。与传统的大环结构相比，柱状芳烃具有高度对称的刚性骨架结构，独特的富电子空穴，易于衍生化，在超分子化学中显示出重要的应用价值。梁峰教授课题组与华中师范大学李海兵教授课题组合作，利用柱芳烃与农药分子的主客体相互作用，成功实现了农药分子矮壮素在疏水表面的铺展和沉积，并表现出优异的选择性。本研究探索了超分子化学在农业中的应用，对农药的精细化利用具有指导意义。研究成果“Pillar [5] arena促进氯甲酸酯液滴在亲水表面的选择性铺展”发表在Langmuir杂志上。化学与化工学院2017研究生俞生是本文第一作者。
此外，该团队研究生王娇(导师为陈教授)与教授合作的研究论文“模板碳化法无催化剂制备一维掺氮碳包覆二氧化钛纳米立方体阵列”发表在《应用表面科学》杂志上。博士后张(共同导师教授)的研究论文《主客体相互作用介导的具有高机械强度的杂化微球结构超分子水凝胶的制备》发表在《软物质》杂志上。
上述论文的第一单位是武汉科技大学建立的耐火材料与冶金国家重点实验室。研究工作得到了国家高层次人才计划、国家自然科学基金、湖北省楚天学者计划、湖北省高校优秀中青年科技创新团队项目、省厅设立的耐火材料与冶金国家重点实验室、煤转化与新型碳材料湖北省重点实验室、武汉科技大学优秀博士论文培养项目的支持。
来自武汉科技大学
纸质链接
https://doi . org/10.1021/ACS . jpcc . 0c 00031
https://doi.org/10.1039/D0NR01736A
https://doi . org/10.1021/ACS . Langmuir . 9b 03961
https://doi . org/10.1016/j . APS USC . 2020.145301
https://doi.org/10.1039/D0SM00271B