導語
聚丙烯腈（英文：Polyacrylonitrile，PAN）是由單體的丙烯腈經過自由基聚合反應而得到高分子材料。聚丙烯腈為白色粉末狀，密度為1.2g/cm，玻璃轉化溫度約為95℃，熔化溫度為322℃。它溶於二甲基甲醯胺 ( DMF ) 、二甲基亞碸 ( DMSO )、環丁碸、硝酸亞乙基酯等極性有機溶劑，還能溶於硫氰酸鹽、過氯酸鹽、氯化鋅、溴化鋰等無機鹽的濃水溶液，以及濃硝酸等特殊溶劑。
聚丙烯腈奈米纖維的應用領域非常廣泛，主要應用於碳纖維的製備、過濾吸附、能源、催化和醫用等領域。
1.吉林大學李響 J. Membr. Sci.：新型雙層複合奈米纖維膜去除尿毒症毒素及其在血液透析中的應用
➣為了製備一種同時具有吸附和透析能力的血液透析膜，研究者將兩種不同的複合靜電紡奈米纖維進行復合，製備了一種新型的雙層複合奈米纖維膜。
➣透過Cu-BTC自組裝在聚多巴胺/聚丙烯腈(PDA/PAN)複合奈米纖維表面，製備出一層對尿素具有良好吸附效能的奈米纖維。
➣第二層為生物聚合物殼聚糖/絲膠(CS/SS)複合奈米纖維，對肌酐具有良好的吸附能力。所製備的雙層奈米纖維膜具有良好的血液相容性。
➣製備的奈米纖維膜作為血液透析膜進行模擬透析試驗。透析4 h後，複合奈米纖維膜對牛血清白蛋白(BSA)的保留率為83.9%，對肌酐和尿素的清除率分別為82.3%和92.8%。
DOI: 10.1016/j.memsci.2021.119964
2.吉林大學王策/李永新 ACS Appl. Nano Mater.：具有紅外隱身、自清潔和抗菌多功能的PAN/Al-ZnO/Ag奈米纖維
➣本研究採用靜電紡絲法、溶劑熱法和化學鍍法制備了具有紅外保護、抗菌和自清潔三種功能的PAN/Al-ZnO/Ag奈米纖維複合材料(PAN/ZAO/Ag)。
➣ZAO奈米片與Ag奈米顆粒直接接觸形成肖特基結，增載入流子濃度，使材料具有等離子體共振吸收近紅外光的特性。在8-14 μm的熱紅外成像波段，材料的紅外發射率低至0.39，有效遮擋了目標的熱輻射。
➣ZAO和Ag奈米粒子具有協同抗菌作用，使材料對大腸桿菌的抗菌效率達到100%，大腸桿菌的生長活性完全喪失。
➣複合ZAO奈米片與Ag奈米顆粒形成的多級結構具有較大的表面粗糙度，因此複合膜也具有疏水效能，最大水接觸角為131.5°，可以使表面水滴自由滑動，達到自清潔效果。
DOI: 10.1021/acsanm.1c03518
3. 南京林業大學黃超伯等人 J. Colloid Interface Sci.：可見光自清潔多功能奈米纖維膜用於複雜含油廢水的修復
➣採用電紡銀/β-環糊精/聚丙烯腈(Ag/β-CD/PAN)奈米纖維，原位生長氧化鋅(ZnO)層，製備了具有防汙和可見光自清潔效能的分層結構超親水/水下超疏油奈米纖維。
➣所形成的微奈米級結構大大增加了膜的粗糙度，提高了膜的水下超疏油能力。
➣在重力作用下，各種油水乳狀液的滲透通量均大於619 L m−2h−1，分離效率均大於99.7%。
➣製備的膜在不同的惡劣條件下(如腐蝕性溶液、高溫、紫外線照射和超聲波洗滌)表現出優異的穩定性。
DOI: 10.1016/j.jcis.2021.09.194
4. 北京科技大學李從舉等人Electrochim. Acta：基於N摻雜多孔碳奈米纖維的雙金屬MOF基複合材料，用於鋰氧電池
➣本研究提出了一種結合靜電紡絲和熱壓的新方法，以開發嵌入多孔富氮碳奈米纖維 (ZnCo-NC/NCF) 中的 Co 基複合材料，作為 Li-O2 電池的自支撐正極。
➣透過雙金屬(ZnCo)沸石咪唑酯框架/聚丙烯腈(PAN)奈米纖維(BMZIF/PAN)的熱解制備了電極。
➣由於靜電紡絲碳基體具有優異的機械強度、ZIFs分解產生的豐富的孔隙率以及充分暴露的Co-Nx活性位點，該材料具有優異的柔韌性、高比表面積、電導率高，對氧化還原反應均有良好的催化效能。
➣該Li-O2電池具有較小的壓差(0.49 V)、高比面積容量(9.52 mAh cm -2)和良好的長週期迴圈效能。
DOI: 10.1016/j.electacta.2021.139251
5. 東華大學覃小紅&王黎明Chem. Eng. J.：一種同時產生太陽能蒸汽並吸附有機汙染物的纖維結構MOF織物
➣研究者結合噴塗工藝與靜電紡絲技術，製備了一種可攔截顆粒的新型纖維結構MOF織物，用於同時產生太陽能蒸汽和吸附有機汙染物。
➣該製備策略不僅保持了ZIF-67顆粒固有的孔結構，而且還實現了納米纖維支架的光熱功能化，與常用的共靜電紡絲和表面修飾方法相比具有明顯的優勢。
➣所製備的可攔截顆粒的纖維結構MOF織物在一個太陽下實現了94.2％的高太陽能吸收率、1.50 kg m-2 h-1的快速蒸發速率和198.1 mg g-1的超高孔雀石綠（MG）吸附容量。此外，在太陽輻射的輔助下，該織物對MG汙染物的去除效率高達99.9％。
DOI: 10.1016/j.cej.2021.131365
6. 四川大學趙長生J. Colloid Interface Sci.：“一鍋法”靜電紡絲法制備長效協同高效抗菌聚丙烯腈奈米纖維膜
➣在PAN與N,N-二甲基甲醯胺（DMF）的反應溶液中，原位合成銀-二氧化矽奈米粒子（Ag@SiO 2 NPs）並使用矽烷偶聯劑穩定；然後將[2-(甲基丙烯醯氧基)-乙基]三甲基氯化銨(MT)單體原位交聯以獲得聚季銨鹽(PMT)。
➣澆鑄溶液直接用於製備 Ag@SiO 2/PMT-PAN 奈米纖維膜 (NFM) 透過靜電紡絲。
➣即使在銀含量很低(0.3 wt. %)的情況下，Ag@SiO2/PMT-PAN NFM對大腸桿菌(99%)和金黃色葡萄球菌(99%)也表現出良好的抗菌活性。此外，在Ag@SiO2和PMT組分的有效協同作用下，NFM的抗菌能力在三個迴圈的抗菌過程中保持不變。
DOI: 10.1016/j.jcis.2021.11.075
7. 東北林業大學韓廣萍等人Appl. Surf. Sci.：具有多尺度粗糙度結構的分層複合膜用於油包水乳液分離
➣採用靜電紡絲技術成功製備了由聚偏氟乙烯(PVDF)奈米纖維選擇性層、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球層和聚丙烯腈(PAN)奈米纖維支撐層組成的分層結構複合膜。
➣結果表明，透過改變聚甲基丙烯酸甲酯紡絲液的濃度(8 ~ 14 wt%)，可以控制複合膜的表面粗糙度。
➣基於對W/O乳化液的分離效能，確定PAN-PMMA(12)-PVDF膜是一種合適的材料。膜的水接觸角為131°，具有良好的拉伸強度和柔韌性，透油速度快，疏水性好。
DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.150666
8. 青島大學叢海林J. Hazard. Mater.：聚丙烯腈/聚四氫嘧啶(PAN/PTHP)奈米纖維的合成及抗菌抗病毒效能的研究
➣本研究透過靜電紡絲工藝將聚四氫乙烯(PTHP)與聚丙烯腈(PAN)混合製備成高效、長效抗菌的聚四氫乙烯(PAN) /聚四氫乙烯(PTHP)奈米纖維(>99.999%)。
➣結果表明，製備的PAN/PTHP奈米纖維具有良好的細胞相容性。此外，PAN/PTHP奈米纖維對慢病毒具有明顯的破壞作用。
➣基於這些特性，將聚丙烯腈/PTHP奈米纖維應用於口罩中，可作為口罩的充氣殺生物層，對空氣中的顆粒物具有良好的截流效果。
DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.127602
9. 中國石油大學閻子峰等人Nano Energy：具有雙原子 Fe-Co 位點的柔性碳奈米纖維薄膜用於可穿戴鋅空氣電池
➣在這項工作中，開創了一種具有均勻分佈的雙原子FeN3-CoN3位點(Fe1Co1-CNF)的大面積柔性CNF薄膜製備的時間和成本效率高的策略。
➣由於預先設計的 ZnFeCo-NC前驅體(ZnFeCo -預)與靜電紡聚合物聚丙烯腈(PAN)具有良好的相容性和相似的功能，ZnFeCo -預和PAN的混合物可以共靜電紡，並遵循標準的CNF製造工藝。
➣Fe1Co1-CNF對氧還原反應(ORR)和析氧反應(OER)均表現出良好的雙功能催化效能，其中豐富的雙催化FeN3-CoN3位點有利於獲得最佳的反應中間體吸附/解吸電子效能。
DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106147
10. 東華大學黃滿紅 Chem. Eng. J. ：清潔多功能C-P@MIL-P@MoS2電紡膜的製備
➣電紡製備雙層[MIL-88A/石墨相氮化碳（g-C3N4）+MoS2]奈米纖維作為功能層，用於在奈米纖維表面塗覆一層光滑且緻密的殼聚糖（CS）製備一種多功能親水性濾膜（稱為C-P@MIL-P@MoS2）。
➣當同時新增H2O2和光照條件時，C-P@MIL-P@MoS2膜可在20分鐘內完全降解50mg/L MB。當使用C-P@MIL-P@MoS2膜作為濾膜時，純水通量可以達到431.2LMH。
➣[MIL-88A/g-C3N4+MoS2]層上的光芬頓反應可透過·OH有效降解MB，以恢復汙染膜的水通量，並提高截留率。同時，Sb（III）被氧化成低毒的Sb（V），吸附在C-P@MIL-P@MoS2膜中的MIL-88A/g-C3N4顆粒上以進行去除。
DOI: 10.1016/j.cej.2021.129621
11. 西南石油大學何毅J. Hazard. Mater.：仿生毛毛蟲結構奈米纖維膜用於高效油水分離和染料吸附
➣本研究製備了聚丙烯腈（PAN）奈米纖維，然後在熱穩定化PAN電紡奈米纖維上原位水熱生長鎳鈷層狀雙氫氧化物（NiCo-LDHs），構建一種穩定且環保的具有分層毛蟲狀結構的奈米纖維膜。
➣親水性 NiCo-LDHs 構建分層結構並賦予超親水性 (≈ 0◦ )/水下超疏油性 (≈ 161◦ )。同時，NiCo LDH@PANI/PAN奈米纖維膜顯示出超快的油水乳液分離通量和較高分離效率（99.07 %）。
➣帶正電荷的NiCo-LDHs的引入提供了膜豐富吸附活性位點，有利於離子型油水乳液的破乳和有機汙染物的吸附。
➣透過死端和錯流過濾實驗分別淨化複雜汙水，複合膜均表現出出色的油去除率（> 99.0％）和染料吸附能力（> 99.0%），再生迴圈能力強，無二次汙染。
DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.125442
12. 南京工業大學孫世鵬J. Membr. Sci.：PEI2/PAN8-PAN納濾膜的製備及其結構和效能研究
➣本文提出了過渡層在膜結構和效能提高方面的作用，聚乙烯亞胺（PEI）/聚丙烯腈（PAN）過渡層和PAN基底層均是透過靜電紡絲製備而成的，隨後用均苯三甲醯氯和哌嗪進行介面聚合（IP）。
➣PEI改性過渡層的引入提高了親水性，為IP提供了額外的反應位點，並避免了納米纖維孔內的聚合。所得複合NF膜具有致密且無缺陷的選擇層。
➣最佳結構帶來出色的分離效能，橙黃II染料（MW=350.32g/mol）的截留率為95.6％，純水通量為38.5 L m-2 h-1 bar-1。
➣它在低壓（0.2MPa）納濾過程中表現出穩定的長期效能，為TFNC膜在水淨化和其他領域的實際應用提供了重要的指導。DOI:10.1016/j.memsci.2020.118927
