Name: deposition of porous sorbents on fabric supports
Uploaded: 2018-06-12T14:45:00.000+00:00
Duration: 5 min 58 s
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この研究は、防衛脅威の減少代理店 (DTRA BA08PRO015) と海軍研究所基本ファンドを通じて海軍研究所、米国によって後援されました。ここでの見解は、著者のと米海軍、米国国防総省や米国政府のものではないです。

1. 電子レンジ開始
<ol><li>184 ml 150 rpm で電磁攪拌棒を使用してガラス ビーカーにイソプロパノールの水酸化アンモニウム (28-30%) の 10 mL を混合することによって開始ソリューションを準備します。オルトケイ酸テトラエチル (TEOS) の 6 mL を水酸化アンモニウムのソリューション5に追加します。 注意: 水酸化アンモニウムはポーズ時に吸入または摂取による毒性と同様、目と皮膚との接触で炎症や火傷の危険性アルカリ溶液です。 注意: オルトケイ酸テトラエチルは可燃性、有毒です。</li>
	<li>サンプルを開始すると、TEOS 混合物に完全にファブリック基板が水没、ガラス、電子レンジ安全な料理を削除します。 注: ここで使用される生地は、軽量、工芸品や織物小売から得られる無漂白コットンだった。上記のプロセスは利用できるヒドロキシルまたはアミン グループ5する必要な制限が付いている生地の広い範囲に適しています。布することができます内にきっかりある提供、皿のサイズは重要ではありません。<ol>
<li>30 の 1,200 W を使用して飽和生地サンプルを電子レンジ s。 注意: 布地のサンプルと料理ホット治療の後になります。十分な換気とサンプルを電子レンジし、結果として得られる蒸気の吸入を避けます。</li>
		<li>3 つのサイクルの合計浸漬とマイクロ波治療を繰り返します。 注: TEOS 混合になる曇りすぐに沈殿物が発生します。すぐに使用します。</li>
		<li>乾燥オーブンで 30 分間 100 ° C で乾燥処理した生地。一度乾燥し、生地は周囲条件下で保存できます。 注: ここで使用されるオーブンだった重力オーブンが、十分な大きさの任意のオーブンは、材料の乾燥に最適。</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. ディップ コーティング用ゾルの準備
<ol><li>ソルを準備するには、ミックス プルロニック P123 の 1.9 g、メシチレン、0.5 g と 1, 2-ビス (trimethyoxysilyl) エタン (BTE) 室温15,16,17,18,20 プラスチック瓶で 2.12 g ,21。 注意: 1, 2-ビス (trimethyoxysilyl) エタンは可燃性、有毒です。皮膚への接触や吸入を避けます。メシチレンは可燃性、有毒です。皮膚への接触や吸入を避けます。<ol>
<li>メタノールおよび磁気攪拌棒の 2.0 グラムを追加します。容器を密封し、150 rpm でかき混ぜます。 注意: メタノールは可燃性、毒性、その他の健康被害を提示可能性があります。皮膚への接触や吸入を避けます。 注: この沈着のバリエーション、このプロトコルのメタノールの代わりにエタノールを使用する可能性があります。議論に追加情報が提供されます。</li>
		<li>攪拌した溶液が均一にされたら、滴下 6.07 0.1 M 硝酸溶液3 g を追加します。 注意: 硝酸腐食性、皮膚、目、呼吸器系の炎症を引き起こすことができます。皮膚への接触や吸入を避けます。</li>
		<li>6 h の混合物を攪拌を続行します。 注: 混合物は安定して一晩この時点で蒸発のない状態でしかです。メタノールが貯蔵の間に蒸発する、ゾル-ゲル法への変更が発生します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. ディップ コーティング生地
<ol><li>150 mm/分の速度で準備されたソルに TEOS 処理布を浸し。 注: 270 mm/分の速度では、得られた材料に否定的な影響を及ぼす使用できます。ここでは、150 〜 270 mm/分のディップと描画レートを達成するすべての機器が適しています。<ol>
<li>24 h の 60 ° C のオーブンで乾燥ハングアップするサンプルを転送します。</li>
		<li>追加 24 h 80 ° C で養生を続けます。 注: より高い硬化温度 120 ° C の時点で許容されます。硬化後生地格納できる周囲温度でそれ以降の抽出を可能にします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>界面活性剤を抽出する 48 h 65 ° C で余分なエタノールの生地サンプルを浸します。 注意: エタノールは可燃性です。 注: は、コンテナーが必要な温度を容認するを確認します。<ol>
<li>その他のエタノールを布をすすいでください。</li>
	</ol>
</li>
	<li>60 ~ 65 ° C で一晩生地を乾燥します。一度乾燥し、生地は周囲条件下で保存できます。</li>
</ol>4. コーティングされた生地のポルフィリンの機能化
<ol><li>一次アミン グループと収着剤を施して、0.5%15,16トルエン 3 aminopropyltriethoxy シラン (AP) のソリューションを準備します。 注意: 3 Aminopropyltriethoxy シランは腐食性、有毒です。皮膚への接触や吸入を避けます。トルエンは、既知の発癌物質、毒性、可燃性です。皮膚への接触や吸入を避けます。<ol>
<li>溶液中で生地が水没し、覆われて、1 時間インキュベートします。</li>
		<li>サンプルは徹底的にトルエンをすすいでください。</li>
		<li>ドライ生地のサンプルは、100 ° C での一夜します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>Deuteroporphyrin IX 2, 4 ビス エチレング リコール (DIX) の銅錯体を準備するには、2 mL ジメチル ジメチルスルホキシド22ポルフィリンの 20 mg を溶解します。 注意: ポルフィリンは保健上の危険を生じる推奨される予防の手順に従います。<ol>
<li>ポルフィリン ソリューションを丸底フラスコ中の銅の (II) 塩化物の 12.8 mg を 100 mL の水に追加します。 注意: 塩化銅は腐食性、毒性、そしてプレゼント水生環境有害性です。皮膚への接触や吸入を避けます。</li>
		<li>一晩ソリューションを逆流します。</li>
		<li>5 mL に総サンプル ボリュームを減らすために回転蒸発を使用します。 メモ: 後で使用できる大量のポルフィリンを用意できます。準備されたポルフィリン室温で暗闇の中で保管してください。</li>
	</ol>
</li>
	<li>0.1 M 2 (N morpholino) ethansulfonic 酸 (MES) バッファー pH 5.5 15 mL に準備されたポルフィリン ソリューションを追加します。<ol>
<li>1 の 5 mg を追加-エチル - 3-(3-dimethylaminopropyl) カルボジイミド (EDC) ソリューションと、すぐに生地サンプルが水没します。</li>
		<li>サンプルをカバーし、一晩インキュベートします。</li>
		<li>徹底的に水を使用してサンプルをすすいでください。</li>
		<li>ドライ生地のサンプルは、100 ° C での一夜します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. 生地の特性
<ol><li>生地サンプルの細孔分布を特徴付けるメーカー プロトコルによると、市販の窒素吸着の解析システムを使用します。 注: ここでは、窒素吸着分析は完了した 77 k. によって使用されるシステム、サンプルの重量を量るまたは分析の前に ≥65 ° C でガス抜きが必要になる場合があります。<ol>
<li>表面積によるブルナウア エミット テラー (ベット) メソッドを使用します。</li>
		<li>吸着等温線吸着分岐から細孔径の決定バレット ジョイナー Halenda (BJH) メソッドを使用します。</li>
		<li>単一ポイント メソッドを使用して相対圧 (Π/P0) 細孔容積を決定する 0.97。</li>
	</ol>
</li>
	<li>次のガイダンスでテスト操作手順 (トップ) 8-2-501 透過試験材料の化学薬品または模造 (見本テスト)23 から生地サンプルを 2-クロロエチル エチル硫化 (CEES) の浸透を特徴します。 ,24。 注意: 2-クロロエチル エチル硫化物は、可燃性、腐食性、毒性、健康被害を提示します。皮膚への接触や吸入を避けます。 注: 本研究は、内部、下駆動プローブ ヒーターを使用してカスタム環境温度を制御しました。この部屋に入る乾燥空気に湿気の比率は、質量流量コント ローラーを駆動プローブを使用して解決されます。ステンレス製エアゾール-蒸気-液体-評価のグループ (AVLAG) のセルは、o リングのシールと水平サンプルを保持しています。拡散透過テスト窒素ストリームを使用します。上記色見本は、あるターゲットが置かれる、ヘッド スペースは上記圧力違いはなく、スウォッチ以下に低迷しています。一直線に並べられた 0.64 cm2円形開口部付けの 2 つの固体サポート ディスク間サンプルはサポートします。このアセンブリは AVLAG セルに配置され、湿度の平衡 2 h. のターゲットが繰り返しディスペンサーによる液滴として紹介されています。専用 FID 目標濃度の連続監視が可能です。</li>
	<li>ASTM E96、水蒸気輸送によって提供されるガイダンスに従う: ファブリックを介して水蒸気輸送を特徴付けるため直立オープン カップ法サンプル4,24,25。<ol>
<li>25 ° C でこの分析のためのエンクロージャを提供するインキュベーターを変更します。</li>
		<li>16.9 mL の脱イオン水でシンチレーション バイアル (20 mL) を埋めます。このバイアルに試料物質を密封し、バイアルの重量を量る。乾燥剤を使用して、湿度をインキュベーターの差動ドライブ、それはサンプル (0.25 L/分) の表面を流れるので、乾燥窒素気流を合わせます。</li>
		<li>分析用天秤を使用して 30 〜 45 分間隔でサンプルバイアルをカバーの重量を測定します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Bromberg, L., Pomerantz, N., Schreuder-Gibson, H., Hatton, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Degradation+of+Chemical+Threats+by+Brominated+Polymer+Networks.">Degradation of Chemical Threats by Brominated Polymer Networks.</a> Industrial &amp; Engineering Chemistry Research. 53 (49), 18761-18774 (2014).</li><li>Bui, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrabreathable+and+Protective+Membranes+with+Sub-5+nm+Carbon+Nanotube+Pores.">Ultrabreathable and Protective Membranes with Sub-5 nm Carbon Nanotube Pores.</a> Advanced Materials. 28 (28), 5871-5877 (2016).</li><li>Truong, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pilot-scale+coating+of+fabrics+with+fluorodecyl+polyhedral+oligomeric+silsesquioxane/fluoroelastomer+blends.">Pilot-scale coating of fabrics with fluorodecyl polyhedral oligomeric silsesquioxane/fluoroelastomer blends.</a> Surface Innovations. 2 (2), 79-93 (2014).</li><li>Kar, F., Fan, J. T., Yu, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+different+test+methods+for+the+measurement+of+fabric+or+garment+moisture+transfer+properties.">Comparison of different test methods for the measurement of fabric or garment moisture transfer properties.</a> Measurement Science and Technology. 18 (7), 2033-2038 (2007).</li><li>Hayn, R. A., Owens, J. R., Boyer, S. A., McDonald, R. S., Lee, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+highly+hydrophobic+and+oleophobic+textile+surfaces+using+microwave-promoted+silane+coupling.">Preparation of highly hydrophobic and oleophobic textile surfaces using microwave-promoted silane coupling.</a> Journal of Materials Science. 46 (8), 2503-2509 (2011).</li><li>Bae, Y. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+gas+mixtures+using+Co(II)+carborane-based+porous+coordination+polymers.">Separation of gas mixtures using Co(II) carborane-based porous coordination polymers.</a> Chem Commun. 46 (20), 3478-3480 (2010).</li><li>Bandosz, T. J., Petit, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MOF/graphite+oxide+hybrid+materials:+exploring+the+new+concept+of+adsorbents+and+catalysts.">MOF/graphite oxide hybrid materials: exploring the new concept of adsorbents and catalysts.</a> Adsorption. 17 (1), 5-16 (2011).</li><li>Glover, T. G., Peterson, G. W., Schindler, B. J., Britt, D., Yaghi, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MOF-74+building+unit+has+a+direct+impact+on+toxic+gas+adsorption.">MOF-74 building unit has a direct impact on toxic gas adsorption.</a> Chem Eng Sci. 66 (2), 163-170 (2011).</li><li>Head, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+Spectroscopy+and+Computational+Studies+of+Dimethyl+Methylphosphonate.">Electron Spectroscopy and Computational Studies of Dimethyl Methylphosphonate.</a> Journal of Physical Chemistry A. 120 (12), 1985-1991 (2016).</li><li>Johnson, R. P., Hill, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyoxometalate+oxidation+of+chemical+warfare+agent+simulants+in+fluorinated+media.">Polyoxometalate oxidation of chemical warfare agent simulants in fluorinated media.</a> Journal of Applied Toxicology. 19, S71-S75 (1999).</li><li>Peterson, G. W., Rossin, J. A., Karwacki, C. J., Glover, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Chemistry+and+Morphology+of+Zirconia+Polymorphs+and+the+Influence+on+Sulfur+Dioxide+Removal.">Surface Chemistry and Morphology of Zirconia Polymorphs and the Influence on Sulfur Dioxide Removal.</a> Journal of Physical Chemistry C. 115 (19), 9644-9650 (2011).</li><li>Plonka, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+Probes+of+Capture+and+Decomposition+of+Chemical+Warfare+Agent+Simulants+by+Zr-Based+Metal+Organic+Frameworks.">In Situ Probes of Capture and Decomposition of Chemical Warfare Agent Simulants by Zr-Based Metal Organic Frameworks.</a> Journal of the American Chemical Society. 139 (2), 599-602 (2017).</li><li>Wang, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+and+Kinetics+for+Reaction+of+the+Chemical+Warfare+Agent+Simulant,+DMMP(g),+with+Zirconium(IV)+MOFs:+An+Ultrahigh-Vacuum+and+DFT+Study.">Mechanism and Kinetics for Reaction of the Chemical Warfare Agent Simulant, DMMP(g), with Zirconium(IV) MOFs: An Ultrahigh-Vacuum and DFT Study.</a> Journal of Physical Chemistry C. 121 (21), 11261-11272 (2017).</li><li>Wycisk, R., Barpaga, D., Pintauro, S., Levan, M. D., Pintauro, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospun+zirconium+hydroxide+nanoparticle+fabrics+as+sorptive/reactive+media.">Electrospun zirconium hydroxide nanoparticle fabrics as sorptive/reactive media.</a> Adsorption-Journal of the International Adsorption Society. 20 (2-3), 261-266 (2014).</li><li>Johnson, B. J., Leska, I. A., Melde, B. J., Taft, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+phosgene+by+metalloporphyrin-functionalized+porous+organosilicates.">Removal of phosgene by metalloporphyrin-functionalized porous organosilicates.</a> Catalysis Communications. 27, 105-108 (2012).</li><li>Johnson, B. J., Leska, I. A., Melde, B. J., Taft, J. 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J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porphyrin-embedded+organosilicate+materials+for+ammonia+adsorption.">Porphyrin-embedded organosilicate materials for ammonia adsorption.</a> Journal of Porphyrins and Phthalocyanines. 16 (12), 1252-1260 (2012).</li><li>Johnson-White, B., Zeinali, M., Malanoski, A. P., Dinderman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sunlight+catalyzed+conversion+of+cyclic+organics+with+novel+mesoporous+organosilicas.">Sunlight catalyzed conversion of cyclic organics with novel mesoporous organosilicas.</a> Catalysis Communications. 8, 1052-1056 (2007).</li><li>Melde, B. J., Johnson, B. J., Dinderman, M. A., Deschamps, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macroporous+Periodic+Mesoporous+Organosilicas+with+Diethylbenzene+Bridging+Groups.">Macroporous Periodic Mesoporous Organosilicas with Diethylbenzene Bridging Groups.</a> Microporous and Mesoporous Materials. 130 (1-3), 180-188 (2010).</li><li>Nakanishi, K., Kobayashi, Y., Amatani, T., Hirao, K., Kodaira, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+Formation+of+Hierarchical+Macro-Mesoporous+Ethane-Silica+Monolith.">Spontaneous Formation of Hierarchical Macro-Mesoporous Ethane-Silica Monolith.</a> Chemistry of Materials. 16, 3652-3658 (2004).</li><li>Johnson, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniaturized+reflectance+devices+for+chemical+sensing.">Miniaturized reflectance devices for chemical sensing.</a> Measurement Science &amp; Technology. 25 (9), 10 (2014).</li><li>D'Onofrio, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Development of a contact permeation test fixture and method. , (2013).</li><li>Martin, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Elastomeric+Poly(Thiophene-EDOT)+Composite+with+a+Dynamically+Variable+Permeability+Towards+Organic+and+Water+Vapors.">An Elastomeric Poly(Thiophene-EDOT) Composite with a Dynamically Variable Permeability Towards Organic and Water Vapors.</a> Advanced Functional Materials. 22 (15), 3116-3127 (2012).</li><li>Pushpadass, H. A., Marx, D. B., Hanna, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Extrusion+Temperature+and+Plasticizers+on+the+Physical+and+Functional+Properties+of+Starch+Films.">Effects of Extrusion Temperature and Plasticizers on the Physical and Functional Properties of Starch Films.</a> Starch-Starke. 60 (10), 527-538 (2008).</li><li>Johnson, B. J., Melde, B. J., Moore, M. H., Malanoski, A. P., Taft, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+Sorbents+for+Glycerol+Capture+in+Biodiesel+Refinement.">Improving Sorbents for Glycerol Capture in Biodiesel Refinement.</a> Materials. 10 (6), (2017).</li><li>Johnson, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+Silicate+Materials+for+the+Detection+of+Paraoxon.">Fluorescent Silicate Materials for the Detection of Paraoxon.</a> Sensors. 10 (3), 2315-2331 (2010).</li></ol>

著者は、彼らは競合する金銭的な利益があることを宣言します。

ここでは、吸着多孔性 organosilicate の後続の成膜のための生地を準備する TEOS の電子レンジが開始した蒸着を使用ことができることを示します。アプローチは、1.12 g あたり m2生地の表面の吸着材とファブリックの読み込みに します。窒素吸着によってコーティングされた織物の分析では、完全治療材料と開始される生地の大きな違いと多孔質皮膜の成膜を示されました。表面積はただし、一枚岩として合成同様に構成材料の観察未満でした。吸着だけで CEES 輸送率ファブリック全体 85% 削減します。吸着ポルフィリン官能にサポートされているはさらにトランスポート (93% 合計削減) を減少しました。ポルフィリンの最初の画期的な機能処理布 2 分; で発生しました初期の画期的な綿生地は 0.6 分だった。薬液透過のこの減少は、ファブリックの水蒸気輸送にはほとんど影響で達成されました。
吸着剤がない連続薄膜。アプローチより密接に生地の糸への等角のコーティングを生成します。その結果、浸透への還元は、生地の織り方によって制限されます。ここでは、軽量コットン生地は、サポート材料として使用されます。電子レンジ開始変更のアミンまたはヒドロキシル グループを提供する他の生地での使用に適しています。使用の米陸軍戦闘制服 (ACU)、ナイロンおよび綿の混紡などより高密度織物を織り内空隙の減少に基づいて単にターゲットの転送に一層の削減となります。避難所の材料として使用される高密度不織布生地は同じような利点を提供します。吸着剤の処理、生地の表面に限定されないことを想起し、フリースや重いニット生地のようにいくつかの深さを提供する材料も透過の追加削減を生成する予想されます。この概念は、空気ろ過で使用される立体プリーツをつけられた材料に適用されるも。
ここで説明した処理は、伝統的な織物に使用する制限はありません。層とより通常ろ過のアプローチだけでなく、不織布繊維材をプリーツを用紙の変更の可能性を提供しています。いくつかの場合、ここで説明した条件はサポート資料の整合性を維持する gentled 必要があります。ベース (水酸化アンモニウム) の濃度を削減ポリエチレン生地の場合のように、必要があります。電子レンジの期間の持続期間を短縮 (紙素材) を灼熱を避けるために必要があります。いくつかの合成繊維、ポリプロピレンなどの使用乾燥温度の低減が必要です。ソル熟成温度と期間への変更は、これらの条件が結果の吸着剤の形態に大きな影響を与えるとして避けるべき。
エタノールは、ディップ コーティング ゾルでメタノールに代えることができます。これお勧めします合成にスケール アップしてエタノール プレゼント健康上の危険が低いためソルのより大きい容積を使用します。ソルは、アルコール、2 g のメタノールの代わりに 4 に 12 g のエタノールなどでかなり希釈できる) 酸、メシチレン、プルロニック P123 BTE の固まりに比例して増加することがなく混合物の大きいボリュームを準備します。反応と溶媒の相対的な量を乗算するは被覆材のより大きいサンプルの生成のためのゾルの準備とも。希釈、ゾルの集中度は、特定のファブリックに収着剤の結果大量の読み込みに影響があります。ゾル混合物に浸漬の複数のサイクルも、総荷重の変化につながるはずです。
その他のサポート資料の蒸着方法の最適化が進行中です。ACU のナイロンとコットンの混紡のジャージー ニット材料は、基本化学レベルの保護を提供する毎日の摩耗ソリューションにとって特に重要です。その他の吸着剤の材料の成膜も検討されています。ジエチル架橋吸着剤開発、農薬のターゲットをキャプチャは、たとえば、1 つ記載されているここで17,20,27とは異なるソル準備を使用して、別の触媒は基づいてポルフィリン。最後に、エアロゾル、液体および蒸気ターゲットに対して素材をサポートの評価は進行中です。

現在米国国防総省 (DoD) によって使用される利用可能な化学防護服レベル A 化学防護服・完全なバリアを提供たとえば、または共同サービスの軽量のように保護のため生地の複数のレイヤーを使用統合されたスーツ技術 (JSLIST)。完全なバリアの衣服は、ユーザーに大きな負担を課します。材料を通って水蒸気輸送と温度調節が妨げられていません。その結果、使用 (ミッションの長さ) の期間が制限されています。衣服、限られた一連のシナリオに適しています。JSLIST、一方、炭素シェル生地と快適な層の吸着剤の層を使用します。ユーザーの結果の負担の減少が排除されていないと保護機能の障壁のスーツと比較して減少しています。熱負担を超えて JSLIST スーツはたった 24 時間連続使用に適しています。これらの技術のどちらもは長期間、毎日着用衣服のベースライン保護機能を提供することに適しています。危険度は低い環境、MOPP 0 ~ 2 (MOPP - ミッション指向の保護姿勢) に適した条件およびその他のリスクが低い条件用のベースライン保護になります。国防総省の心配を越えてベースライン保護は事前の警告なしで汚染された環境に入る可能性があります最初のレスポンダーにユーティリティのでしょう。
国防総省防護服への改善を求めて研究は継続的かつ連続的な1,2,3,4です。前の努力は、観察 1,1,2,2 偏光の沈着量の電子レンジの開始プロセスの可能性を識別される) 油性行動5を生成する生地にしました。意図は、JSLIST 衣服のシェル層を高めることができる生地を作ることでした。この撥油性は、層状衣服の耐薬品性を向上させることが、スーツの熱負荷は解決されません。吸着剤とキャプチャおよび/または化学脅威6,7,8,9,10,の分解用触媒に焦点を当てた追加の継続的な作業は11,12,13,14。最近、説明方法を使用して多孔質 organosilicate 吸着剤をキャプチャし、ホスゲンが低下するポルフィリンと組み合わせるし、農薬の模造および nitroenergetics15 有害産業化合物 (TICS) の捕獲のための同様の材料を使用 ,16,17,18,19,20。有望なこれらの粉末材料、縫製技術には直接適用ありません。
Organosilicate システムは、ディップに広く適用されているし、ガラスとシリコンのウエハー コーティング方法、通常、スピンします。上記電子レンジ蒸着法は、生地にこれらの材料のためのメカニズムを提供します。ここでは、私たちの生地を準備するのにオルトケイ酸エチルとの組み合わせで説明したプロセスを使用します。彼らは、ディップ コーティングによる多孔質吸着剤と扱われます。形態的特性は、多孔性の生地に吸着剤の存在を示しています。2-クロロエチル エチル硫化 (CEES) 透過とこの治療なし生地の評価は、材料間でターゲットの輸送に重大な影響を示しています。

<table><tbody><tr><td>unbleached 100% cotton fabric</td><td>JOANN Stores</td><td>N/A</td><td>Protocol is suitable for use on a variety of fabrics</td></tr><tr><td>ammonium hydroxide</td><td>Aldrich</td><td>32,014-5</td><td></td></tr><tr><td>tetraethyl orthosilicate</td><td>Aldrich</td><td>13,190-3</td><td></td></tr><tr><td>Pluronic P123</td><td>Aldrich</td><td>435465</td><td></td></tr><tr><td>mesitylene</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M7200</td><td></td></tr><tr><td>1,2-bis(trimethoxysilyl)ethane</td><td>Aldrich</td><td>447242</td><td></td></tr><tr><td>methanol</td><td>Fisher Chemical</td><td>A454SK-4</td><td></td></tr><tr><td>nitric acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>438073</td><td>Prepare 0.1 M aqueous solution</td></tr><tr><td>3-aminopropyltriethoxysilane</td><td>Gelest</td><td>SIA0603.4</td><td></td></tr><tr><td>toluene</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>650579</td><td></td></tr><tr><td>Deuteroporphyrin IX bis ethylene glycol</td><td>Frontier Scientific</td><td>D630-9</td><td></td></tr><tr><td>dimethyl sulfoxide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>276855</td><td></td></tr><tr><td>copper chloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>256528</td><td></td></tr><tr><td>2-(N-morpholino)ethansulfonic acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M3671</td><td>Prepare 0.1M buffer at pH 5.5</td></tr><tr><td>1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E6383</td><td></td></tr><tr><td>ethyl alcohol</td><td>Warner-Graham</td><td>64-17-5</td><td></td></tr><tr><td>Drierite</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>737828</td><td></td></tr><tr><td>Microwave</td><td>Daewoo</td><td>KOR-630A</td><td></td></tr><tr><td>Nitrogen adsorption instrument</td><td>Micromeritics</td><td>&amp;nbsp;TriStar II Plus&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Environmental chamber</td><td>custom part</td><td>N/A</td><td>Here, a modified Thermolyne incubator, Compact Series 5000 was used</td></tr><tr><td>Flame ionization detector (FID)</td><td>SRI Instruments</td><td>8690-0010</td><td>Model 110</td></tr><tr><td>Humidity probe</td><td>Vaisala</td><td>HMT3303E0A193BCAC100A0CCABEA1</td><td></td></tr><tr><td>AVLAG Cell</td><td>custom part</td><td>N/A</td><td>AERO-Space Tooling and Machining, P/N RS0010 Permeation cell</td></tr><tr><td>Computer controlled heater</td><td>World Precision Instruments</td><td>AIRTHERMY-ATX</td><td></td></tr><tr><td>Mass flow controller</td><td>MKS Instruments</td><td>1179A01312CS</td><td></td></tr><tr><td>Dipper mechanism Type D1L</td><td>NIMA Technology Ltd</td><td>D1L</td><td></td></tr><tr><td>Gravity oven</td><td>Fisher Scientific</td><td>15-103-0520</td><td></td></tr><tr><td>Stirring hotplate</td><td>Fisherbrand</td><td>S28482</td><td></td></tr><tr><td>Octagon spinbar, magnetic stirring bar</td><td>Fisherbrand</td><td>14-513-82</td><td></td></tr><tr><td>PSI-Plot version 9.5</td><td>Poly Software International, Inc</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Microsoft Office Professional Plus - Excel 2013 32-bit</td><td>Microsoft</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>MicroActive TriStar II Plus Software</td><td>Micromeritics</td><td>packaged with the TriStar II nitrogen adsorption instrument</td><td></td></tr></tbody></table>

deposition of porous sorbents on fabric supports

シラン、前述の油性の生地の生産のためのマイクロ波蒸着法はファブリックを提供するために合わせられるその後ディップ コーティングによって扱うことができる材料をサポートします。ソル準備のディップ コーティングは、ファブリック上のサポートされている多孔質層を提供します。この場合、多孔質層は、キャプチャとホスゲンの変換以前に実証されている粉末材料に基づいて修飾ポルフィリン吸着システムです。代表的なコーティングは、10 mg/g の荷重レベルで綿生地に適用されます。このコーティングは、素材 (生地の支持率 7%) 2-クロロエチル エチル硫化 (CEES) の輸送を大幅に削減しながらファブリック (生地の支持率 93%) による水蒸気輸送に与える影響をします。説明アプローチは変更のためアミンおよびヒドロキシル グループを提供する他のファブリックに使用に適しているし、さまざまな機能を作成する他ゾル製剤との組み合わせで使用することができます。

窒素吸着は、ディップ コーティングの手順処理布を評価していました。図 1に示すとおり、予想の等温線が得られた多孔質コーティング。これは、未処理布と電子レンジで生地を示す動作とは対照的します。ごくわずか窒素吸着は、単独での生地およびマイクロ波治療生地に述べられました。細孔径が決定していません。多孔性のコーティングは、表面積と細孔容積 0.013 cm3/g 3.39 m2/g の生産。楽器報告 Å、いいえ 76 の BJH 吸着孔径間間隙径分布の特徴が観察されます。図 2は、塗装工程の各段階で生地の画像を提供しています。綿に堆積した吸着剤の平均質量 0.01 g/g サンプル成膜前に、と最終的な乾燥プロセスで、元の生地からの ~ 1% の体重増加後の差分の重量に基づいて決定されたサポート。測定表面細孔容積は材料の吸着剤質量コンポーネントのみのアカウントに修正されて場合、吸着剤の表面積は細孔容積 1.3 cm3/g で 339 m2/g です。比較のためこの吸着剤は、合成された閉じた原子炉の一枚岩、窒素式ポロシ メーターに細孔容積 1.01 m2/g と26Å の細孔径 76 1143 m2/g の比表面積が示されます。タイプ IV のような等温線は、大きなヒステリシス (図 3)、この材料の観察されました。厚膜サンプルは、ペトリ皿とコーティング生地サンプルに使用されるプロトコルに基づく処理でディップ コーティング ゾルを硬化によって準備されました。窒素式ポロシ メーター表示比表面積細孔量 0.78 cm3/g と細孔径 39 968 m2/g の Å のこの資料 (図 3)。
2 つの腔症細胞4,24,25を使用して扱われた生地の水蒸気輸送 (WVT) 率を評価しました。この評価は、露出面積 1.65 cm2の円形の生地のサンプルを使用しました。図 4のように、生地のマイクロ波発生は未処理の綿に比べて水蒸気輸送にわずかな減少を引き起こした。吸着剤の付着やポルフィリンと機能化水蒸気輸送にさらに変更が認められました。コットン生地の WVT レートは 121 g/h を求め/m2。112 g/h に抑制された WVT/m2マイクロ波の開始時に。113 g/h の WVT レート/m2完全ポルフィリン修飾治療決定されました。
2-クロロエチル エチル硫化 (CEES) は、決定かどうか多孔性治療の沈着に伴い化学輸送特性ファブリックの模擬液として使用されました。CEES は、硫黄マスタード、化学兵器の模擬液として一般的に使用されます。吸着材を使用はエタン ブリッジ グループから成り、銅 Deuteroporphyrin IX 2, 4 ビス エチレング リコール (CuDIX) 金属ポルフィリン修飾されています。これはホスゲン15,16のキャプチャで使用するため説明した吸着システムの特性を反映します。化学蒸気輸送法は、エアロゾル-蒸気-液体-評価のグループ (AVLAG) セル23,24を使用して決定しました。炎イオン化検出 (FID) の下で連続的なフローの制御の (40 ° C) 温度および相対湿度 (50%) を使用していた方法では、0.64 cm2露出面積します。図 5は、時間依存の FID の応答を提供します。コットン生地だけが評価された、67 g/h のピーク率/m2は、ターゲット (合計 214 μ g) のない保持と指摘されました。多孔性の治療の結果、輸送のピーク速度の両方を大幅に削減 (9.6 g/h/m2) とファブリックを介してターゲットの合計の輸送。83 h の期間にわたって CEES もともと適用 214 μ g のみ 78 μ g が回復されました。ポルフィリン修飾多孔質治療はさらに 4.5 g/h に輸送のピーク率を縮小/m2以上 83 h 39 μ g CEES の合計の輸送実験します。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57331/57331fig1.jpg"> 図 1: 生地の形態的特性。ここでは代表的な窒素吸着等温線 (A) と細孔径分布 (B) 典型的な生地見本 (赤)、(青) 電子レンジの開始プロセスに従う類似見本、生地のアプリケーションを次の示すように、吸着剤 (緑) と次の完全吸着システム (黒) のアプリケーション ファブリック。<a href="/files/ftp_upload/57331/57331fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57331/57331fig2.jpg"> 図 2: 生地の写真。ここの写真を示しています開始電子レンジ、吸着剤被覆材料 (A) 綿 (B) に単独で CuDIX ポルフィリンにおけるポルフィリン修飾綿 (C) でコーティング。扱われたスウォッチは未処理のコットン生地に重なって表示されます。<a href="/files/ftp_upload/57331/57331fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57331/57331fig3.jpg"> 図 3: の形態的特性は、吸着サポートされていません。ここでは代表的な窒素吸着等温線 (A) と細孔径分布 (B) を示す吸着材厚膜 (赤)26として合成したときと一枚岩 (黒) を合成したときの。<a href="/files/ftp_upload/57331/57331fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57331/57331fig4.jpg"> 図 4: 水蒸気透過。水蒸気透過解析から結果を示す官能基化完了 CuDIX ポルフィリンの綿生地 (黒) に吸着。綿生地のみ (赤) と吸着剤のコンポーネント (ブルー) のみ綿生地は、比較のために掲載されています。<a href="/files/ftp_upload/57331/57331fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57331/57331fig5.jpg"> 図 5: CEES の透過性。コットン生地の完全なポルフィリン修飾剤コーティング CEES の透過は、(黒) が提示されます。生地のみ (赤) とファブリック コンポーネントのみを吸着剤 (青) は、比較のために掲載されています。挿入図は、3 つの材料の最初の画期的な期間の拡大ビューを提供します。<a href="/files/ftp_upload/57331/57331fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。

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Deposition of Porous Sorbents on Fabric Supports

このレポートはコットン生地にポルフィリン修飾多孔質 organosilicate 吸着剤の析出のため電子レンジが開始のアプローチの詳細をこれから生じる生地の 2-クロロエチル エチル硫化 (CEES) 輸送の減少を示します治療。

ファブリックのサポートに多孔質吸着剤の成

A microwave deposition technique for silanes, previously described for production of oleophobic fabrics, is adapted to provide a fabric support material ...

deposition-of-porous-sorbents-on-fabric-supports

Research

JoVE Journal

Chemistry

6.5K ビュー.  Naval Research Laboratory. このレポートはコットン生地にポルフィリン修飾多孔質 organosilicate 吸着剤の析出のため電子レンジが開始のアプローチの詳細をこれから生じる生地の 2-クロロエチル エチル硫化 (CEES) 輸送の減少を示します治療。

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Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high surface area microporous materials, such as metal-organic frameworks (MOFs), unique challenges present themselves for PECVD treatments. Herein the protocol for development of a MOF that was previously unstable to humid conditions is presented. The protocol describes the synthesis of Cu-BTC (also known as HKUST-1), the treatment of Cu-BTC with PECVD of perfluoroalkanes, the aging of materials under humid conditions, and the subsequent ammonia microbreakthrough experiments on milligram quantities of microporous materials. Cu-BTC has an extremely high surface area (~1,800 m2/g) when compared to most materials or surfaces that have been previously treated by PECVD methods. Parameters such as chamber pressure and treatment time are extremely important to ensure the perfluoroalkane plasma penetrates to and reacts with the inner MOF surfaces. Furthermore, the protocol for ammonia microbreakthrough experiments set forth here can be utilized for a variety of test gases and microporous materials.

Herein the procedures for plasma enhanced chemical vapor deposition of perfluoroalkanes on microporous materials such as metal-organic frameworks to enhance their stability and hydrophobicity are described. Furthermore, breakthrough testing of milligram quantities of samples is described in detail.

プラズマを介した疎水性有機金属フレームワークの製造は、アンモニアの除去のためにペルフルオロアルカンの化学的気相成長法を強化

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

化学

Characterization and Application of Passive Samplers for Monitoring of Pesticides in Water

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study provides a protocol for the passive sampler preparation, calibration, extraction method and instrumental analysis. Sampling rates (RS) and passive sampler-water partition coefficients (KPW) were calculated for silicone rubber, polar organic chemical integrative sampler POCIS-A, POCIS-B, SDB-RPS and C18 disk. The uptake of the selected compounds depended on their physicochemical properties, i.e., silicone rubber showed a better uptake for more hydrophobic compounds (log octanol-water partition coefficient (KOW) &#62; 5.3), whereas POCIS-A, POCIS-B and SDB-RPS disk were more suitable for hydrophilic compounds (log KOW &#60; 0.70).

A protocol about the characterization and application of five different passive sampling devices is presented.

水中の農薬のモニタリングのための特性とパッシブサンプラーの応用

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study ...

環境学

Air Filter Devices Including Nonwoven Meshes of Electrospun Recombinant Spider Silk Proteins

Based on the natural sequence of Araneus diadematus Fibroin 4 (ADF4), the recombinant spider silk protein eADF4(C16) has been engineered. This highly repetitive protein has a molecular weight of 48kDa and is soluble in different solvents (hexafluoroisopropanol (HFIP), formic acid and aqueous buffers). eADF4(C16) provides a high potential for various technical applications when processed into morphologies such as films, capsules, particles, hydrogels, coatings, fibers and nonwoven meshes. Due to their chemical stability and controlled morphology, the latter can be used to improve filter materials. In this protocol, we present a procedure to enhance the efficiency of different air filter devices, by deposition of nonwoven meshes of electrospun recombinant spider silk proteins. Electrospinning of eADF4(C16) dissolved in HFIP results in smooth fibers. Variation of the protein concentration (5-25% w/v) results in different fiber diameters (80-1,100 nm) and thus pore sizes of the nonwoven mesh.
Post-treatment of eADF4(C16) electrospun from HFIP is necessary since the protein displays a predominantly &alpha;-helical secondary structure in freshly spun fibers, and therefore the fibers are water soluble. Subsequent treatment with ethanol vapor induces formation of water resistant, stable &beta;-sheet structures, preserving the morphology of the silk fibers and meshes. Secondary structure analysis was performed using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and subsequent Fourier self-deconvolution (FSD).
The primary goal was to improve the filter efficiency of existing filter substrates by adding silk nonwoven layers on top. To evaluate the influence of electrospinning duration and thus nonwoven layer thickness on the filter efficiency, we performed air permeability tests in combination with particle deposition measurements. The experiments were carried out according to standard protocols.

Spider silk fibers display extraordinary mechanical properties. Engineered Araneus diadematus Fibroin 4 (eADF4) can be processed into nonwoven meshes using electrospinning. Here, the eADF4 nonwoven meshes are used to improve the performance of air filtering devices.

エレクトロ組換えスパイダーシルクタンパク質の不織布メッシュを含むエアフィルターデバイス

Based on the natural sequence of Araneus diadematus Fibroin 4 (ADF4), the recombinant spider silk protein eADF4(C16) has been engineered. This highly ...

生物工学

Manufacturing Of Robust Natural Fiber Preforms Utilizing Bacterial Cellulose as Binder

A novel method of manufacturing rigid and robust natural fiber preforms is presented here. This method is based on a papermaking process, whereby loose and short sisal fibers are dispersed into a water suspension containing bacterial cellulose. The fiber and nanocellulose suspension is then filtered (using vacuum or gravity) and the wet filter cake pressed to squeeze out any excess water, followed by a drying step. This will result in the hornification of the bacterial cellulose network, holding the loose natural fibers together.
Our method is specially suited for the manufacturing of rigid and robust preforms of hydrophilic fibers. The porous and hydrophilic nature of such fibers results in significant water uptake, drawing in the bacterial cellulose dispersed in the suspension. The bacterial cellulose will then be filtered against the surface of these fibers, forming a bacterial cellulose coating. When the loose fiber-bacterial cellulose suspension is filtered and dried, the adjacent bacterial cellulose forms a network and hornified to hold the otherwise loose fibers together.
The introduction of bacterial cellulose into the preform resulted in a significant increase of the mechanical properties of the fiber preforms. This can be attributed to the high stiffness and strength of the bacterial cellulose network. With this preform, renewable high performance hierarchical composites can also be manufactured by using conventional composite production methods, such as resin film infusion (RFI) or resin transfer molding (RTM). Here, we also describe the manufacturing of renewable hierarchical composites using double bag vacuum assisted resin infusion.

We present a novel method of manufacturing rigid and robust short natural fiber preforms using a papermaking process. Bacterial cellulose acts simultaneously as the binder for the loose fibers and provides rigidity to the fiber preforms. These preforms can be infused with a resin to produce truly green hierarchical composites.

バインダーとしてのバクテリアセルロースを利用堅牢な天然繊維プリフォームの製造

A novel method of manufacturing rigid and robust natural fiber preforms is presented here. This method is based on a papermaking process, whereby loose ...

Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats

Metal-organic frameworks (MOFs), which contain reactive metal clusters and organic ligands allowing for large porosities and surface areas, have proven effective in gas adsorption, separations, and catalysis. MOFs are most commonly synthesized as bulk powder, requiring additional processes to adhere them to functional devices and fabrics that risk decreasing the powder porosity and adsorption capacity. Here, we demonstrate a method of first coating fabrics with metal oxide films using atomic layer deposition (ALD). This process creates conformal films of controllable thickness on each fiber, while providing a more reactive surface for MOF nucleation. By submerging the ALD coated fabric in solution during solvothermal MOF synthesis, the MOFs create a conformal, well-adhered coating on the fibers, resulting in a MOF-functionalized fabric, without additional adhesion materials that may block MOF pores and functional sites. Here we demonstrate two solvothermal synthesis methods. First, we form a MIL-96(Al) layer on polypropylene fibers using synthetic conditions that convert the metal oxide to MOF. Using initial inorganic films of varying thicknesses, diffusion of the organic linker into the inorganic allows us to control the extent of MOF loading on the fabric. Second, we perform a solvothermal synthesis of UiO-66-NH2 in which the MOF nucleates on the conformal metal oxide coating on polyamide-6 (PA-6) fibers, thereby producing a uniform and conformal thin film of MOF on the fabric. The resulting materials can be directly incorporated into filter devices or protective clothing and eliminate the maladroit qualities of loose powder.

Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats

Metal-organic frameworks are effective in gas storage and heterogeneous catalysis, but typical synthesis methods result in loose powders that are difficult to incorporate into smart materials. We demonstrate a method of first coating fabrics with ALD metal oxides, resulting in conformal films of MOF on the fabrics during solvothermal synthesis.

ミル-96、UiO-66-NH2原子層のソルボサーマル合成繊維のマット上金属酸化皮膜に堆積

Metal-organic frameworks (MOFs), which contain reactive metal clusters and organic ligands allowing for large porosities and surface areas, have proven ...

Surface Properties of Synthesized Nanoporous Carbon and Silica Matrices

In this work, we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon material (also called ordered mesoporous carbon material [OMC]) with a 4.6 nm pore size, and ordered silica porous matrix, SBA-15, with a 5.3 nm pore size. This work describes the surface properties of nanoporous molecular sieves, their wettability, and the melting behavior of D2O confined in the differently ordered porous materials with similar pore sizes. For this purpose, OMC and SBA-15 with highly ordered nanoporous structures are synthesized via impregnation of the silica matrix by applying a carbon precursor and by the sol-gel method, respectively. The porous structure of investigated systems is characterized by an N2 adsorption-desorption analysis at 77 K. To determine the electrochemical character of the surface of synthesized materials, potentiometric titration measurements are conducted; the obtained results for OMC shows a significant pHpzc shift toward the higher values of pH, relative to SBA-15. This suggests that investigated OMC has surface properties related to oxygen-based functional groups. To describe the surface properties of the materials, the contact angles of liquids penetrating the studied porous beds are also determined. The capillary rise method has confirmed the increased wettability of the silica walls relative to the carbon walls and an influence of the pore roughness on the fluid/wall interactions, which is much more pronounced for silica than for carbon mesopores. We have also studied the melting behavior of D2O confined in OMC and SBA-15 by applying the dielectric method. The results show that the depression of the melting temperature of D2O in the pores of OMC is about 15 K higher relative to the depression of the melting temperature in SBA-15 pores with a comparable 5 nm size. This is caused by the influence of adsorbate/adsorbent interactions of the studied matrices.

Here we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon (with a 4.6 nm pore size) and SBA-15 (with a 5.3 nm pore size). The work describes the surface and textural properties of nanoporous molecular sieves, their wettability, and the melting behavior of D2O confined in the materials.

合成多孔性カーボンとシリカ マトリックスの表面特性

In this work, we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon material (also called ordered mesoporous carbon material [OMC]) ...

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and thus achieving stable water permeability through membranes over time. Here, we report a facile method to prepare hydrogels based on zwitterions for membrane applications. Freestanding films can be prepared from sulfobetaine methacrylate (SBMA) with a crosslinker of poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) via photopolymerization. The hydrogels can also be prepared by impregnation into hydrophobic porous supports to enhance the mechanical strength. These films can be characterized by attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) to determine the degree of conversion of the (meth)acrylate groups, using goniometers for hydrophilicity and differential scanning calorimetry (DSC) for polymer chain dynamics. We also report protocols to determine the water permeability in dead-end filtration systems and the effect of foulants (bovine serum albumin, BSA) on membrane performance.

This paper reports practical methods to prepare hydrogels in freestanding films and impregnated membranes and to characterize their physical properties, including water transport properties.

水質浄化のための膜のような防汚特性を持つハイドロゲルの合成

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and ...

A Simple and Scalable Fabrication Method for Organic Electronic Devices on Textiles

Today, wearable electronics devices combine a large variety of functional, stretchable, and flexible technologies. However, in many cases, these devices cannot be worn under everyday conditions. Therefore, textiles are commonly considered the best substrate to accommodate electronic devices in wearable use. In this paper, we describe how to selectively pattern organic electroactive materials on textiles from a solution in an easy and scalable manner. This versatile deposition technique enables the fabrication of wearable organic electronic devices on clothes.

In this paper, we present a protocol to selectively deposit organic materials on textiles, which allows for the direct integration of organic electronic devices with wearables. The fabricated devices can be fully integrated in textiles, respecting their mechanical appearance and enabling sensing capabilities.

テキスタイル上の有機電子デバイスのためのシンプルでスケーラブルな製造方法

Today, wearable electronics devices combine a large variety of functional, stretchable, and flexible technologies. However, in many cases, these devices ...

シリカ基質へのアミノ化化合物の含浸とグラフト化

A Synthetic Methodology for Preparing Impregnated and Grafted Amine-Based Silica Composites for Carbon Capture

Recently, there has been a significant effort towards reducing or mitigating CO2 emissions through the use of carbon capture materials for point source or direct air capture (DAC) methods. This work focuses on amine-functionalized CO2 adsorbents for DAC. These materials show promise for CO2 removal because they have low regeneration energy consumption and high adsorption capacity. The incorporation of amine species into a porous substrate combines the advantages of the amine species&#39; affinity to CO2 with the large pore volumes and surface areas of the porous substrate. There are three methods commonly used to prepare amine-based CO2 sorbents, depending on the selection of the amine species, material support, and preparation method. These methods are impregnation, grafting, or chemical synthesis. Silica is a prevalent choice of substrate material because of its adjustable pore size, moisture tolerance, temperature stability, and ability to adsorb CO2 in low concentrations for DAC applications. Typical synthetic procedures and primary attributes of both impregnated and grafted amine-silica composites are described herein.

著者スポットライト:アミン系シリカ複合材料の開発を、直接空気回収のためのCO2吸着剤として標準化(英語) 

This work aims to facilitate the development of standardized techniques for impregnating or grafting aminated compounds onto silica substrates, which are often broadly described in the literature. Specific amounts of solvent, substrate, amines, and the values of other important experimental parameters will be discussed in detail.

炭素回収用の含浸およびグラフトアミン系シリカ複合材料を調製するための合成法

Recently, there has been a significant effort towards reducing or mitigating CO2 emissions through the use of carbon capture materials for point source or ...

ファブリックのサポートに多孔質吸着剤の成

要約

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この動画の章

プラズマを介した疎水性有機金属フレームワークの製造は、アンモニアの除去のためにペルフルオロアルカンの化学的気相成長法を強化

水中の農薬のモニタリングのための特性とパッシブサンプラーの応用

エレクトロ組換えスパイダーシルクタンパク質の不織布メッシュを含むエアフィルターデバイス

バインダーとしてのバクテリアセルロースを利用堅牢な天然繊維プリフォームの製造

ミル-96、UiO-66-NH₂原子層のソルボサーマル合成繊維のマット上金属酸化皮膜に堆積

合成多孔性カーボンとシリカマトリックスの表面特性

水質浄化のための膜のような防汚特性を持つハイドロゲルの合成

テキスタイル上の有機電子デバイスのためのシンプルでスケーラブルな製造方法

炭素回収用の含浸およびグラフトアミン系シリカ複合材料を調製するための合成法

炭素回収用の含浸およびグラフトアミン系シリカ複合材料を調製するための合成法

ファブリックのサポートに多孔質吸着剤の成

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プラズマを介した疎水性有機金属フレームワークの製造は、アンモニアの除去のためにペルフルオロアルカンの化学的気相成長法を強化

水中の農薬のモニタリングのための特性とパッシブサンプラーの応用

エレクトロ組換えスパイダーシルクタンパク質の不織布メッシュを含むエアフィルターデバイス

バインダーとしてのバクテリアセルロースを利用堅牢な天然繊維プリフォームの製造

ミル-96、UiO-66-NH2原子層のソルボサーマル合成繊維のマット上金属酸化皮膜に堆積

合成多孔性カーボンとシリカ マトリックスの表面特性

水質浄化のための膜のような防汚特性を持つハイドロゲルの合成

テキスタイル上の有機電子デバイスのためのシンプルでスケーラブルな製造方法

炭素回収用の含浸およびグラフトアミン系シリカ複合材料を調製するための合成法

炭素回収用の含浸およびグラフトアミン系シリカ複合材料を調製するための合成法

ミル-96、UiO-66-NH₂原子層のソルボサーマル合成繊維のマット上金属酸化皮膜に堆積

合成多孔性カーボンとシリカマトリックスの表面特性