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西安石油大學(xué)王文珍教授團(tuán)隊(duì) CEJ：具有持久抗菌和耐紫外老化性能的二氧化碳基聚碳酸酯的綠色制造
2023-11-19  來(lái)源：高分子科技

  無(wú)論從資源利用還是環(huán)境保護(hù)的角度考慮，CO2的活化與化學(xué)利用研究都具有重要意義，契合“節(jié)能減排”的國(guó)家重大戰(zhàn)略需求及“綠色可持續(xù)發(fā)展”的理念。盡管二氧化碳基聚碳酸酯（PPC）的研究已經(jīng)取得了客觀的進(jìn)展，但高效低廉催化體系和材料功能化，一直是聚合物合成領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)。



  近期，西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院王文珍教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)引入含有光活性基團(tuán)的3,3'',4,4''-二苯甲酮四甲酸二酐對(duì)二氧化碳基聚碳酸酯進(jìn)行化學(xué)改性，改性后的二氧化碳基聚碳酸酯（PPCB）具有很強(qiáng)的抗紫外線老化能力。在紫外線輻照下還能通過(guò)電子躍遷產(chǎn)生活性氧（圖2），使病原體產(chǎn)生氧化應(yīng)激，導(dǎo)致病原體失活或死亡，從而賦予材料抗菌特性（圖3）。該聚合物材料0-50 μM的濃度范圍內(nèi)，對(duì)小鼠成纖維細(xì)胞L929表現(xiàn)為低細(xì)胞毒性（圖4），說(shuō)明PPCB具有良好的細(xì)胞相容性和較高的濃度安全閾值。這項(xiàng)研究工作可以有效地防止病原體傳播感染并減少對(duì)抗生素的依賴，顯示出了對(duì)可持續(xù)和循環(huán)碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的希望以及應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的病毒感染威脅并保障公眾健康的巨大應(yīng)用潛力。該工作以“Green fabrication of carbon dioxide-based polycarbonates with durable antimicrobial properties and UV resistance”為題發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》上（Chemical Engineering Journal 2023, 477, 147107）。文章第一作者是西安石油大學(xué)碩士研究生黃慶，通訊作者為西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院王文珍教授。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委的支持。



  該工作是團(tuán)隊(duì)近期關(guān)于二氧化碳基聚碳酸酯的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與可控合成研究的最新進(jìn)展之一。以二氧化碳和環(huán)氧丙烷 （PO）為原料共聚制得的聚碳酸酯（PPC）由于優(yōu)異的可降解性引起人們的廣泛關(guān)注。但其尚不理想的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能和功能性研究的缺乏，限制了它們?cè)诟吒郊又岛凸δ苄援a(chǎn)品中的應(yīng)用范圍。在過(guò)去的兩年中，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一系列高效低廉的新型催化劑（Polymer, 2022, 256, 125188）用于二氧化碳的高效轉(zhuǎn)化并系統(tǒng)探索了PPC催化反應(yīng)體系的競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)同機(jī)制，實(shí)現(xiàn)聚合物的高效可控合成！敖Y(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”，通過(guò)精密的結(jié)構(gòu)控制來(lái)生產(chǎn)滿足各種需求的聚碳酸酯，團(tuán)隊(duì)通過(guò)在PPC主鏈骨架中設(shè)計(jì)引入氯橋酸酐，合成了新型阻燃型二氧化碳基聚碳酸酯（Materials today communications, 2023, 34, 105179）。


  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147107

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