卷心菜也能被模仿吸附能力杠杠滴
过去几十年来，工业废水，有毒有机溶剂或油品渗漏等污染物日益增多，严重危害人类健康和生态平衡。目前，物理吸附已成为一种可行的方法，为工业废水中有机污染物的去除提供了高效、绿色的途径。石墨烯气凝胶（GA）作为一种新兴的多孔性宏观材料，具有固有的疏水性，高比表面积和良好的化学稳定性等独特性能，使其成为高级吸收领域应用的潜在候选材料。然而，由于在冰晶生长过程中形成巨大的通道，纯GA通常是脆性的，这不可避免地影响了污染物采用和气凝胶吸收再循环过程中的性能。目前通过杂化或CVD等方法值得的气凝胶通常需要额外的还原剂或特殊的制备方法，导致制备过程不够经济环保。
近日，来自北京化工大学的研究团队受聚多巴胺（PDA）化学启发，将PDA功能化多壁碳纳米管（MWCNT-PDA）创新性地引入到石墨烯气凝胶框架中，通过把预冻温度降低到-80℃合成了具有卷心菜状多孔结构的高强度石墨烯/MWCNT-PDA复合气凝胶（GCPCA）。通过优化微孔结构制得的卷心菜状多孔结构，因外围孔径的微细化增强了气凝胶通道内的毛细管流动，有机溶剂的超吸收能力达到自身质量的倍（氯仿），有效地提高GCPCAs的吸附性能。此外，根据不同有机溶剂的特性，GCPCAs在吸收-压榨，吸收-燃烧和吸收-蒸馏循环中表现出优异的可重复使用性能。整个制备过程不需要额外的还原剂，大大减少了对环境的污染排放。GCPCA表现出杰出的吸附能力、可重复压缩性、超轻的重量以及疏水性，对高效的有机污染吸收是至关重要的。同时，由于可行的合成方法，所得到的具有独特性能的GCPCAs具有广阔且重要的应用前景，如油污清理和化学工业废水处理。
一
制备过程
图1制备流程示意图
图2GCPCA实物图及其压缩前后的数码照片
二
微观结构
图3GCPCA的SEM图像及TEM图像
三
吸附性能
图4GCPCA吸附被苏丹三染色的氯仿溶剂过程的数码照片
图5吸附不同溶剂的吸附容量及与其他文献的数据对比
四
循环性能
图6GCPCA的可重复使用稳定性研究
参考文献：Zhan,W.,etal."Bio-inspiredAssemblyofCarbonNanotubeintoGrapheneAerogelwith"Cabbage-Like"HierarchicalPorousStructureforHighlyEfficientOrganicPollutantsCleanup."AcsAppliedMaterialsInterfaces().
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇| |
