Nanomaterials：纳米材料在化学工程领域的应用 | MDPI 编辑荐读

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近几十年来，科学家和工程师们一直在强调对纳米材料的研究。纳米材料的优越性能有助于极大地改善甚至彻底改变各种技术和工业生产的发展。尽管具有许多优点，但在控制和设计具有特定性质 (形态、尺寸、孔隙率、导电性、光学性质、光电性质、化学活性等) 的纳米材料以实现其功能目标方面仍存在各种挑战。纳米材料在化学工程中的主要应用是基于催化剂、涂层、吸附、传感器、药物递送等，这些都是令人着迷但具有挑战性的研究课题。

本期编辑荐读精选了 Nanomaterials 期刊的特刊“Nanomaterials for Chemical Engineering (纳米材料在化学工程领域的应用)”中发表的 5 篇来自不同研究团队的文章，希望能为相关领域学者提供一些参考，欢迎阅读。

01

Functional Silane-Based Nanohybrid Materials for the Development of Hydrophobic and Water-Based Stain Resistant Cotton Fabrics Coatings

用于开发疏水性和防污性棉织物涂料的功能性硅烷基纳米杂化材料

Silvia Sfameni et al.

https://www.mdpi.com/1856620

功能性和技术性纺织品的种类和应用。

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纺织加工业是水中持久性有机污染物的主要来源之一，因此有必要开发和采用新的可持续的纺织产品的制备和处理方法。本研究利用不同改性二氧化硅溶胶，开发了一种高效、环保的方法，可在棉织物上形成高度疏水的表面。并且通过使用两步处理程序研究了棉织物上高疏水性表面的形成，即首先通过 (3-缩水甘油基氧丙基) 三甲氧基硅烷 [(3-Glycidyloxypropyl)trimethoxy silane] 与不同烷基 (三烷氧基) 硅烷 [Alkyl(trialkoxy)silane] 在酸性条件下水解和缩合获得的混合硅溶胶，然后在处理过的织物上施用水解的十六烷基三甲氧基硅烷 (Hexadecyltrimethoxysilane) 进一步提高织物的疏水性。

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原文出自 Nanomaterials 期刊

Sfameni, S.; Lawnick, T.; Rando, G.; Visco, A.; Textor, T.; Plutino, M.R. Functional Silane-Based Nanohybrid Materials for the Development of Hydrophobic and Water-Based Stain Resistant Cotton Fabrics Coatings. Nanomaterials 2022, 12, 3404.

02

Application of Peptides in Construction of Nonviral Vectors for Gene Delivery

肽在构建基因递送非病毒载体中的应用

Yujie Yang et al.

https://www.mdpi.com/1955696

参与基因沉默的不同细胞通路的示意图。

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基因疗法旨在通过清楚、编辑、纠正或弥补异常基因来治愈疾病，为治疗肿瘤、遗传病和其他与人类基因异常密切相关的疾病提供了新的治疗策略。其中，肽载体由于其易于设计、完美的生物相容性和安全性而显示出优越的优势。本篇综述提到了体内基因递送的生物学障碍，并讨论了为了克服这些障碍而开发的几种肽的非病毒基因载体。这些载体可以通过具有特定的结构-功能关系，将不同类型的遗传物质单独或组合输送到靶细胞/组织中。本文还提出了开发用于临床应用的肽非病毒载体的当前挑战和未来前景，为此类系统的合理设计和开发提供指导。

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原文出自 Nanomaterials 期刊

Yang, Y.; Liu, Z.; Ma, H.; Cao, M. Application of Peptides in Construction of Nonviral Vectors for Gene Delivery. Nanomaterials 2022, 12, 4076.

03

Tuning Particle Sizes and Active Sites of Ni/CeO₂ Catalysts and Their Influence on Maleic Anhydride Hydrogenation

Ni/CeO₂ 催化剂粒径和活性中心的调控对马来酸酐加氢反应的影响

Qiuming Zhang et al.

https://www.mdpi.com/1691624

Ni/CeO₂ 催化剂上 C=O 氢解过程中 Ni^δ+–Ni⁰ 的协同作用。

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负载型金属催化剂广泛应用于工业生产中，活性金属的粒度在催化活性方面起着关键的作用。本文采用浸渍法制备了不同 Ni 负载量和粒径的 CeO₂ 负载 Ni 催化剂，并深入研究了 Ni/CeO₂ 催化剂催化马来酸酐 (Maleic Anhydride, MA) 加氢的催化性能。本研究极大地加深了 Ni/CeO₂ 催化剂中 Ni 负载量和尺寸制度对马来酸酐加氢影响的理解，并为制备用于马来酸酐加氢的高活性催化剂提供了理论和实验基础。

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原文出自 Nanomaterials 期刊

Zhang, Q.; Liao, X.; Liu, S.; Wang, H.; Zhang, Y.; Zhao, Y. Tuning Particle Sizes and Active Sites of Ni/CeO₂ Catalysts and Their Influence on Maleic Anhydride Hydrogenation. Nanomaterials 2022, 12, 2156.

04

Transesterification of Glycerol to Glycerol Carbonate over Mg-Zr Composite Oxide Prepared by Hydrothermal Process

水热法制备 Mg-Zr 复合氧化物催化甘油制备碳酸甘油酯

Yihao Li et al.

https://www.mdpi.com/1668960

甘油和碳酸二甲酯通过酯化反应制备碳酸甘油酯。

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本文通过采用水热法制备了一系列 Mg-Zr 复合氧化物催化剂，将其用于甘油 (Glycerol, GL) 与碳酸二甲酯 (Dimethyl Carbonate, DMC) 的酯化反应以制备碳酸甘油酯 (Glycerol Carbonate, GC)；还系统地研究了不同制备方法对 Mg/Zr 催化剂活性的影响，并探讨了催化剂的失活原因。实验结果表明，水热法制备的催化剂具有更大的比表面积、更小的粒度和更高的分散性。在氮气氛中于 600 ℃ 煅烧的 Mg1Zr2-HT 催化剂表现出最佳的催化性能。在反应时间为 90 min、反应温度为 90 ℃、催化剂用量为 GL 用量的 3%、GL/DMC 摩尔比为 1:5 的条件下，反应结果最好，GL 转化率为 99%，GC 选择性为 96.1%，且第四次重复使用时 GC 产率为 74.5%。

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原文出自 Nanomaterials 期刊

Li, Y.; Zhao, H.; Xue, W.; Li, F.; Wang, Z. Transesterification of Glycerol to Glycerol Carbonate over Mg-Zr Composite Oxide Prepared by Hydrothermal Process. Nanomaterials 2022, 12, 1972.

05

Terahertz Modulation and Ultrafast Characteristic of Two-Dimensional Lead Halide Perovskites

二维卤化铅钙钛矿的太赫兹调制和超快特性

Hongyuan Liu et al.

https://www.mdpi.com/1878316

钙钛矿薄膜的制备工艺。

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近年来，二维卤化物钙钛矿由于其优异的光电性能和环境稳定性，在太阳能电池和光电器件中得到了广泛的应用。然而，2D 卤化物钙钛矿的太赫兹 (Terahertz, THz) 和超快响应很少被研究，这限制了基于 2D 钙钛矿的可调谐太赫兹器件的发展和应用。本文通过一步旋涂工艺在石英衬底上制备了 2D R-P 型 (PEA)₂(MA)₂Pb₃I₁₀ 钙钛矿薄膜，以研究其太赫兹和超快特性。实验结果表明，2D(PEA)₂(MA)₂Pb₃I₁₀ 薄膜在高性能可调谐和超快太赫兹器件中具有潜在的应用。

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原文出自 Nanomaterials 期刊

Liu, H.; He, X.; Ren, J.; Jiang, J.; Yao, Y.; Lu, G. Terahertz Modulation and Ultrafast Characteristic of Two-Dimensional Lead Halide Perovskites. Nanomaterials 2022, 12, 3559.

特刊介绍

Nanomaterials for Chemical Engineering

纳米材料在化学工程领域的应用

Nanomaterials 期刊特邀中国石油大学 (华东) 曹美文副教授创建特刊“Nanomaterials for Chemical Engineering (纳米材料在化学工程领域的应用)”。该系列特刊已开设两卷，其中第一卷发文 17 篇，第二卷目前发文 6 篇。本特刊重点关注在纳米材料在化学工程领域中的应用，特刊主题包括但不限于：

• 新型纳米材料和合成方法的开发；

• 纳米材料的实验表征和计算建模研究；

• 纳米材料在设备和实际应用中的开发。

投稿截止日期：2023 年 6 月 30 日

客座编辑

曹美文 副教授

中国石油大学 (华东)

中国石油大学 (华东) 化学工程学院副教授，硕士生/博士生导师。2008 年 7 月毕业于中国科学院化学研究所，获得物理化学专业博士。2008 年 7 月加入中国石油大学 (华东) 化学化工学院。主要从事应用胶体与界面化学领域的研究工作，具体研究方向包括肽基生物两亲分子的设计开发、超分子组装药物/基因递送载体、基于分子组装的纳米材料合成及其在特种功能材料/高端日化产品/高效油气开采等领域的应用。主持国家自然科学基金面上项目 3 项、国家自然科学基金青年基金 1 项，其它省部级和横向科研项目 20 余项。获省部级科技进步奖一等奖 1 项。至今在 Coordination Chemistry Review、ACS Applied Materials & Interfaces、Chemistry Engineering Journal 等国际知名期刊共发表 SCI 论文 100 余篇，H-index 为 28。

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https://www.mdpi.com/si/152240

   Nanomaterials 期刊介绍

主编：Shirley Chiang, University of California Davis, USA

期刊主题涵盖纳米材料 (纳米粒子、薄膜、涂层、有机/无机纳米复合材料、量子点、石墨烯、碳纳米管等)、纳米技术 (合成、表征、模拟等) 以及纳米材料在各个领域的应用 (生物医药、能源、环境、电子信息等) 等。

2021 Impact Factor	5.719
2021 CiteScore	6.6
Time to First Decision	12.7 Days
Time to Publication	33 Days

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