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化万博man手机客户端宋溪明课题组Green Chem.期刊论文:离子液体凝胶微球:一种构建液体室微反应器的新兴平台
2022-09-14 18:00   来源:化万博man手机客户端   (阅读:)

流动化学与间歇(批次)化学相比,具有反应快速、安全、易于多相反应和放大规模等许多明显优势,能够解决传统化学工业的一些固有难题,为化学工业发展模式的变革提供了重要启示。然而,流动化学目前的研究重点和实现方式还主要依赖于精密加工技术制造的微化工设备的开发与集成。传统的微通道反应器流动体系,虽然具有传热传质快、反应温度均匀和生产效率高等优点,但也存在成本高、易堵塞、易腐蚀、难以维护和普适性不强等固有的缺欠。基于微纳复合材料的微反应器的开发,将为流动化学模式和技术创新提供新的途径,有望解决上述问题,对推动流动化学的发展具有重要意义。特别是集固体骨架稳定和液体溶质多样且容量大、反应快速等特性为一体的固液复合型微反应器,不同于传统的固固和液液复合,为级联和流动催化体系的构筑提供了新的发展模式。

近日,化万博man手机客户端宋溪明教授课题组首次合成了离子液体凝胶微球(ILG-microspheres),将其作为液体的载体,与催化剂BiOBr复合,构筑了一种具有稳定亚微米液相的液体室微反应器(BiOBr@ILG-microspheres),进而将其嵌入PVA水凝胶膜中,构筑了一种具有底物富集和近旁催化协同作用的多液相膜,以环丙沙星为模板目标物,证明其可以被长期稳定地连续流动光催化完全降解。

这项工作开发了离子液体凝胶微球和基于离子液体凝胶微球的液体室微反应器。以颗粒形式稳定存在的离子液体凝胶微球,本质上是一种超分子体系,不仅保持了离子液体的绿色溶剂特性,相比液态离子液体的使用,离子液体用量少,成本低,更便于回收、存储与加工,特别是其能够与其它材料简单地复合,展现不同于聚合物微球的性质和功能。离子液体凝胶微球与BiOBr复合而成的BiOBr@ILG-microspheres液体室微反应器,实现了底物富集-近旁催化协同效应的高效表达,为构筑高效微反应器提供了新的研究策略;所提出的多液相膜概念,为用于分离和催化的流动化学体系的构筑模式创新和技术发展提供了新的途径。

相关工作以“Ionic liquid gel microspheres as an emerging platform for constructing liquid compartment microreactors”为题发表在Green ChemistryDOI: 10.1039/D2GC01763F)期刊上,论文通讯作者为化万博man手机客户端孟庆博副教授和宋溪明教授,第一作者为化万博man手机客户端博士研究生何冬青。上述研究工作得到了国家自然科学基金(No. 5177308551803084)的资助。

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多液相膜流动光催化降解环丙沙星示意图。(来源:Green Chem.

 作者简介:

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宋溪明,官网&万博man手机客户端化万博man手机客户端教授,现任中国化学会无机化学学科委员会委员,辽宁省化学会理事长。19821月官网&万博man手机客户端化学系本科毕业后留校任教,1987年同系硕士(导师:刘祁涛教授)毕业后获日本文部省政府奖学金赴日本留学,1991年于日本九州大学工学研究院合成化学系获工学博士学位(导师:村上幸人教授),之后在日本花王基础科学研究所做了2年的研究工作,1993年回官网&万博man手机客户端任教至今,期间曾任日本奈良先端科学技术大万博man手机客户端大学物质创成研究院访问教授,日本九州大学工学研究院教授。宋溪明的研究兴趣一直集中在化学反应的微环境效应和界面的微纳结构诱导作用,近年,他提出液体颗粒化、液体室微反应器和多液相膜等概念,致力于新型微纳复合物、液体室微反应器及分离/催化流动化学系统的创制。

 

 

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孟庆博,官网&万博man手机客户端化万博man手机客户端副教授。20067月北京化工大学化学工程万博man手机客户端化学工程与工艺专业本科毕业,随后赴韩国留学,分别于20098月和20132月在韩国全北国立大学工万博man手机客户端化学工程专业获得工学硕士、博士学位。20133月起在德国马普胶体与界面研究所进行博士后研究,2014年回国入职官网&万博man手机客户端任教至今。孟庆博的近期研究兴趣主要为聚合物胶体及其复合材料的表界面性质研究与应用。

 

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