三天两篇顶刊，于吉红院士团队最新成果！

2021年8月29日下午11:30 • 顶刊解读

人物简介

三天两篇顶刊，于吉红院士团队最新成果！

于吉红，化学学院教授，博士生导师；吉林大学未来科学国际合作联合实验室主任；中国科学院院士；发展中国家科学院院士；欧洲科学院外籍院士；Journal of the American Chemical Society执行主编；中国化学会副理事长；中国化学会分子筛专业委员会主任。课题组网页：http://melab.jlu.edu.cn/index.htm。

研究领域：无机合成；纳米科学；固态化学。分子筛纳米孔材料的设计合成及其在能源、环境和新兴领域的应用：1、分子筛材料的定向设计与合成，包括分子筛新结构的开拓，新合成路线的开发，合成机理的研究，特定聚集态分子筛材料的制备；2、高效分子筛及金属@分子筛复合催化材料的制备与催化性能研究（C1转化、丙烷脱氢、烯烃环氧化、汽车尾气脱硝、生物质转化等）；3、多孔膜/块体材料用于环境治理（CO₂吸附、油水分离等）及生物医用；4、能量存储：开发基于分子筛膜作为固态电解质的高性能一体化固态电池；5、主-客体组装：分子筛基主客体复合功能材料的制备及其在先进材料领域的应用。

课题组介绍：课题组负责人为于吉红院士，现有教授/博士生导师5人，副教授2人，其中中科院院士2人，优青2人，教育部新世纪优秀人才3人。近五年来，课题组在多孔功能材料的设计合成与应用、组装与功能化、计算机模拟与结构化学等国际前沿领域开展了系列原创性研究，取得了丰硕的研究成果，在Science、Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Nat.Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci.等期刊上发表SCI论文150余篇，相关成果获国家自然科学二等奖1项。课题组近五年主持国家973项目、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目/创新团队项目/重大国际合作项目及“111”引智计划等国家重要科研项目20余项。课题组与许多国外一流大学及著名研究机构建立了广泛的交流与合作。

在2021年8月24日和8月26日，该课题组分别在Nat. Rev. Mater.（IF=66.308）和Angew. Chem. Int. Ed.（IF=15.336）上发表最新成果。下面，对这两篇成果进行简要的介绍，以供大家学习和了解！

Nat. Rev. Mater.：沸石在催化、分离和主-客体组装中的新应用

沸石是一类具有有序的分子尺寸（<2 nm）微孔的无机晶体材料。自1940年以来，在化学工业中作为催化剂、吸附剂和离子交换剂发挥着不可或缺的作用。合成方法和表征技术的进步使得新型沸石材料的制造成为可能，并在不同领域得到了新的应用。通过调整其多孔结构、骨架组成和晶体形态，结合引入活性物种，沸石和基于沸石的材料在许多具有挑战性的过程中表现出前所未有的高性能。近日，吉林大学于吉红院士（通讯作者）等人报道了一篇关于沸石和基于沸石的材料在催化、分离和主-客体组装方面最新应用的综述。

首先，作者讨论了非石化原料高效催化生产工业上重要的碳氢化合物和含氧化合物，即液体燃料、轻烯烃、芳烃、甲醇、乙醇和乙酸。然后，作者还讨论了沸石在常规方法和材料难以实现的分离性能，特别是烯烃/烷烃分离、二甲苯异构体分离、脱盐和脱水。

此外，作者还简要回顾了几种具有沸石主体或自由客体前所未有的物理性质的主-客体系统，如沸石中的银团簇、沸石中的碳点（CDs）以及沸石中形成的超分子网络。最后，作者对沸石材料发展中面临的挑战和未来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.：基于纳米纤维膜的极性控制稳定N97呼吸防护口罩，用于捕获空气中的病毒

全球范围内的COVID-19大流行引起了人们对N95级口罩（N95 FFRs）的广泛关注，N95级口罩主要由外部带静电聚丙烯熔喷纤维制成。然而，它们的使用寿命和可重复使用性受到连续穿戴和消毒处理的限制。近日，吉林大学于吉红院士（通讯作者）等人报道了一种基于化学改性表面的稳定N97纳米纤维口罩，通过极性驱动的相互作用实现显著的过滤特性。

通过表面极性修饰的静电纺PAN纳米纤维膜（TFPNMs）具有N97级的空气过滤效率，并且显示出作为呼吸器膜的长期有效性、优异的可重复使用性和实用性，从而显著克服了N95 FFRs因不稳定静电荷而造成的缺点。在0.42 Pa^-1（过滤效率：超过97%；压降：约10 Pa）的情况下提供整体持久的过滤性能和高品质因子，高于使用5 L/min流速和0.26 μm NaCl气溶胶测试的商业N95 FFRs（0.10-0.41 Pa^-1）。Coxsackie B4病毒过滤测试表明，TFPNMs具有97.67%的强大病毒捕获能力。对比N95 FFRs，TFPNMs对更广泛的消毒方案具有更强的抵抗力，并且整体过滤特性保持N97标准。

研究发现，对比带电的非极性聚丙烯（PP）超细纤维，TFPNMs中的高极性纳米纤维具有较强的表面极性，对PMs和气溶胶具有较强的捕获能力。而薄的纳米纤维结构可以在低压降下提供强大的物理屏障，因此FFRs具有显著的实用性。此外，对于PMs和0.3 μm以下的气溶胶，尤其是危险病毒，TFPNMs比N95 FFRs能够实现更稳定和高效的病毒过滤。由于TFPNMs表面极性保持稳定，经过多次消毒处理循环（包括物理和化学方法），过滤效率可保持在N97级。因此TFPNMs在为公众实现呼吸器的健康和安全再利用方面显示出巨大潜力，具有N97级过滤效率、长使用寿命、再利用潜力和实用性。这些优点使极性主导的空气过滤方法成为帮助公众提高使用面罩防护安全标准的指南。

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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