西安石油大学王文珍教授团队 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绿色制造

2023-11-19 来源：高分子科技

无论从资源利用还是环境保护的角度考虑，CO₂的活化与化学利用研究都具有重要意义，契合“节能减排”的国家重大战略需求及“绿色可持续发展”的理念。尽管二氧化碳基聚碳酸酯（PPC）的研究已经取得了客观的进展，但高效低廉催化体系和材料功能化，一直是聚合物合成领域的重大挑战。

近期，西安石油大学化学化工学院王文珍教授团队通过引入含有光活性基团的3,3'',4,4''-二苯甲酮四甲酸二酐对二氧化碳基聚碳酸酯进行化学改性，改性后的二氧化碳基聚碳酸酯（PPCB）具有很强的抗紫外线老化能力。在紫外线辐照下还能通过电子跃迁产生活性氧（图2），使病原体产生氧化应激，导致病原体失活或死亡，从而赋予材料抗菌特性（图3）。该聚合物材料0-50 μM的浓度范围内，对小鼠成纤维细胞L929表现为低细胞毒性（图4），说明PPCB具有良好的细胞相容性和较高的浓度安全阈值。这项研究工作可以有效地防止病原体传播感染并减少对抗生素的依赖，显示出了对可持续和循环碳经济转型的希望以及应对日益严重的病毒感染威胁并保障公众健康的巨大应用潜力。该工作以“Green fabrication of carbon dioxide-based polycarbonates with durable antimicrobial properties and UV resistance”为题发表在《Chemical Engineering Journal》上（Chemical Engineering Journal 2023, 477, 147107）。文章第一作者是西安石油大学硕士研究生黄庆，通讯作者为西安石油大学化学化工学院王文珍教授。该研究得到了国家自然科学基金委的支持。

该工作是团队近期关于二氧化碳基聚碳酸酯的精准设计与可控合成研究的最新进展之一。以二氧化碳和环氧丙烷（PO）为原料共聚制得的聚碳酸酯（PPC）由于优异的可降解性引起人们的广泛关注。但其尚不理想的热稳定性、力学性能和功能性研究的缺乏，限制了它们在高附加值和功能性产品中的应用范围。在过去的两年中，团队开发出了一系列高效低廉的新型催化剂（Polymer, 2022, 256, 125188）用于二氧化碳的高效转化并系统探索了PPC催化反应体系的竞争与协同机制，实现聚合物的高效可控合成。“结构决定性质”，通过精密的结构控制来生产满足各种需求的聚碳酸酯，团队通过在PPC主链骨架中设计引入氯桥酸酐，合成了新型阻燃型二氧化碳基聚碳酸酯（Materials today communications, 2023, 34, 105179）。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147107

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（责任编辑：xu）

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