偉岸挺拔的木棉樹是南方特有的植物，如當代詩人舒婷曾經(jīng)在《致橡樹》這首詩中所寫到過：“ 我必須是你近旁的一株木棉，作為樹的形象和你站在一起。根，緊握在地下，葉，相觸在云里。”然而在美麗火紅的木棉花開放后，結(jié)成的木棉絮卻會在散落在空中，甚至使特定人群吸入后過敏。由于木棉纖維的長度遠遠低于可紡長度，且抱合力差，很難單獨用作紡織材料，多作為填充材料或者采用與棉、粘膠以及他纖維素纖維混紡的方法使用。然而，木棉纖維擁有獨特的中空結(jié)構(gòu)，其中空率可達到86%以上，且擁有質(zhì)量輕、柔軟、光滑、不易纏結(jié)、不霉不蛀等優(yōu)良特性，是理想型的吸收材料。
圖 1 負載在天然空心木棉纖維上的 ZnO 納米晶體的制備和光降解示意圖
圖 2 對照組和rGO摻雜CKZ-120 min在黑暗5小時后的吸收率和在紫外線照射后的降解率，以及RGO摻雜的氧化鋅木棉光催化劑的光催化機理示意圖。
在污水處理中，利用一種可得的但經(jīng)濟效益較低的甚至本身可能為污染物的原材料，通過保留其天然的中空結(jié)構(gòu)，反而能夠進一步吸收處理污染物，從而達到以污染物治理污染物的目的。這也為將金屬氧化物固定在中空結(jié)構(gòu)材料上以進一步應(yīng)用于可再生催化、化學(xué)工程和儲能領(lǐng)域提供了靈感。
文章發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces（Entangled ZnO on Ultra-Thin Hollow Fibres for UV-Aided Pollutant Decomposition）。論文第一作者為英國曼徹斯特大學(xué)博士研究生汪茜，通訊作者為劉旭慶博士。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c21554
英國曼徹斯特大學(xué)劉旭慶博士課題組近幾年建立了一套纖維表面分子工程的科學(xué)體系，開發(fā)了一系列新型的高性能纖維的生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)了高性能纖維在諸多工程領(lǐng)域的實際應(yīng)用。他課題組近幾年發(fā)表了如Advanced Materials, 2021,2105174; Small, 2021, 2102903; Composites Part B,220, 108983; Nano Letters,2021,8126; Nano Energy,2020,104926; ACS Nano,2020,8191; Advanced Science 2020, 2002009; ACS Nano 2020,559; Chemistry of Materials 2020, 234; Nano Lett. 2019, 6592; Small 2019, 1902440等系列研究工作。其課題組研發(fā)的抗菌纖維研究成果被The Economist,Nursing Times廣泛報道,并和全球范圍的產(chǎn)業(yè)界展開了深入的合作。
劉旭慶博士課題組同時也致力于全球紡織行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展問題,開展了紡織工業(yè)水污染和水處理,和時尚行業(yè)可持續(xù)性發(fā)展等方面研究工作。他課題組在污水處理領(lǐng)域發(fā)了 Chemical Engineering Journal,2021, 129542, Journal of Hazardous Materials 2021, 403, 123587, ACS Applied Materials & Interfaces 2020, 12 (49), 54936-54945, Adv. Mater. Interfaces 2019, 1900564等研究成果。
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