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人物簡介

三天兩篇頂刊，于吉紅院士團隊最新成果！

于吉紅，化學學院教授，博士生導師；吉林大學未來科學國際合作聯(lián)合實驗室主任；中國科學院院士；發(fā)展中國家科學院院士；歐洲科學院外籍院士；Journal of the American Chemical Society執(zhí)行主編；中國化學會副理事長；中國化學會分子篩專業(yè)委員會主任。課題組網(wǎng)頁：http://melab.jlu.edu.cn/index.htm。

研究領域：無機合成；納米科學；固態(tài)化學。分子篩納米孔材料的設計合成及其在能源、環(huán)境和新興領域的應用：1、分子篩材料的定向設計與合成，包括分子篩新結構的開拓，新合成路線的開發(fā)，合成機理的研究，特定聚集態(tài)分子篩材料的制備；2、高效分子篩及金屬@分子篩復合催化材料的制備與催化性能研究（C1轉化、丙烷脫氫、烯烴環(huán)氧化、汽車尾氣脫硝、生物質轉化等）；3、多孔膜/塊體材料用于環(huán)境治理（CO₂吸附、油水分離等）及生物醫(yī)用；4、能量存儲：開發(fā)基于分子篩膜作為固態(tài)電解質的高性能一體化固態(tài)電池；5、主-客體組裝：分子篩基主客體復合功能材料的制備及其在先進材料領域的應用。

課題組介紹：課題組負責人為于吉紅院士，現(xiàn)有教授/博士生導師5人，副教授2人，其中中科院院士2人，優(yōu)青2人，教育部新世紀優(yōu)秀人才3人。近五年來，課題組在多孔功能材料的設計合成與應用、組裝與功能化、計算機模擬與結構化學等國際前沿領域開展了系列原創(chuàng)性研究，取得了豐碩的研究成果，在Science、Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Nat.Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci.等期刊上發(fā)表SCI論文150余篇，相關成果獲國家自然科學二等獎1項。課題組近五年主持國家973項目、國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金重點項目/創(chuàng)新團隊項目/重大國際合作項目及“111”引智計劃等國家重要科研項目20余項。課題組與許多國外一流大學及著名研究機構建立了廣泛的交流與合作。

在2021年8月24日和8月26日，該課題組分別在Nat. Rev. Mater.（IF=66.308）和Angew. Chem. Int. Ed.（IF=15.336）上發(fā)表最新成果。下面，對這兩篇成果進行簡要的介紹，以供大家學習和了解！

Nat. Rev. Mater.：沸石在催化、分離和主-客體組裝中的新應用

沸石是一類具有有序的分子尺寸（<2 nm）微孔的無機晶體材料。自1940年以來，在化學工業(yè)中作為催化劑、吸附劑和離子交換劑發(fā)揮著不可或缺的作用。合成方法和表征技術的進步使得新型沸石材料的制造成為可能，并在不同領域得到了新的應用。通過調整其多孔結構、骨架組成和晶體形態(tài)，結合引入活性物種，沸石和基于沸石的材料在許多具有挑戰(zhàn)性的過程中表現(xiàn)出前所未有的高性能。近日，吉林大學于吉紅院士（通訊作者）等人報道了一篇關于沸石和基于沸石的材料在催化、分離和主-客體組裝方面最新應用的綜述。

首先，作者討論了非石化原料高效催化生產(chǎn)工業(yè)上重要的碳氫化合物和含氧化合物，即液體燃料、輕烯烴、芳烴、甲醇、乙醇和乙酸。然后，作者還討論了沸石在常規(guī)方法和材料難以實現(xiàn)的分離性能，特別是烯烴/烷烴分離、二甲苯異構體分離、脫鹽和脫水。

此外，作者還簡要回顧了幾種具有沸石主體或自由客體前所未有的物理性質的主-客體系統(tǒng)，如沸石中的銀團簇、沸石中的碳點（CDs）以及沸石中形成的超分子網(wǎng)絡。最后，作者對沸石材料發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)和未來的研究方向提出了展望。

Emerging applications of zeolites in catalysis, separation and host-guest assembly.Na. Rev. Mater., 2021, DOI: 10.1038/s41578-021-00347-3.

https://doi.org/10.1038/s41578-021-00347-3.

Angew. Chem. Int. Ed.：基于納米纖維膜的極性控制穩(wěn)定N97呼吸防護口罩，用于捕獲空氣中的病毒

全球范圍內(nèi)的COVID-19大流行引起了人們對N95級口罩（N95 FFRs）的廣泛關注，N95級口罩主要由外部帶靜電聚丙烯熔噴纖維制成。然而，它們的使用壽命和可重復使用性受到連續(xù)穿戴和消毒處理的限制。近日，吉林大學于吉紅院士（通訊作者）等人報道了一種基于化學改性表面的穩(wěn)定N97納米纖維口罩，通過極性驅動的相互作用實現(xiàn)顯著的過濾特性。

通過表面極性修飾的靜電紡PAN納米纖維膜（TFPNMs）具有N97級的空氣過濾效率，并且顯示出作為呼吸器膜的長期有效性、優(yōu)異的可重復使用性和實用性，從而顯著克服了N95 FFRs因不穩(wěn)定靜電荷而造成的缺點。在0.42 Pa^-1（過濾效率：超過97%；壓降：約10 Pa）的情況下提供整體持久的過濾性能和高品質因子，高于使用5 L/min流速和0.26 μm NaCl氣溶膠測試的商業(yè)N95 FFRs（0.10-0.41 Pa^-1）。Coxsackie B4病毒過濾測試表明，TFPNMs具有97.67%的強大病毒捕獲能力。對比N95 FFRs，TFPNMs對更廣泛的消毒方案具有更強的抵抗力，并且整體過濾特性保持N97標準。

研究發(fā)現(xiàn)，對比帶電的非極性聚丙烯（PP）超細纖維，TFPNMs中的高極性納米纖維具有較強的表面極性，對PMs和氣溶膠具有較強的捕獲能力。而薄的納米纖維結構可以在低壓降下提供強大的物理屏障，因此FFRs具有顯著的實用性。此外，對于PMs和0.3 μm以下的氣溶膠，尤其是危險病毒，TFPNMs比N95 FFRs能夠實現(xiàn)更穩(wěn)定和高效的病毒過濾。由于TFPNMs表面極性保持穩(wěn)定，經(jīng)過多次消毒處理循環(huán)（包括物理和化學方法），過濾效率可保持在N97級。因此TFPNMs在為公眾實現(xiàn)呼吸器的健康和安全再利用方面顯示出巨大潛力，具有N97級過濾效率、長使用壽命、再利用潛力和實用性。這些優(yōu)點使極性主導的空氣過濾方法成為幫助公眾提高使用面罩防護安全標準的指南。

Polarity-dominated stable N97 respirators for airborne virus capture based on nanofibrous membranes. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202108951.

https://doi.org/10.1002/anie.202108951.

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