石墨烯气凝胶复合材料制备及吸附性能的研究进展

石墨烯气凝胶(GA)拥有以石墨烯为主体的多孔互联三维海绵状网络结构。作为一种新兴的纳米多孔材料,因其具有高疏水性、高比表面积、高孔隙率以及良好的化学稳定性,在吸附领域具有巨大的应用前景。结合相关研究,重点介绍了石墨烯、纤维素/石墨烯、碳纳米管/石墨烯、氮掺杂/石墨烯、金属氧化物/石墨烯等几种体系的气凝胶材料的制备方法,并对其吸附性能的研究进展进行了阐述。     

石墨烯气凝胶的制备与吸附性能研究

以氧化石墨烯为前驱体,抗坏血酸为还原剂,通过冷冻干燥技术,制备出石墨烯气凝胶。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸附脱附曲线等对制备的石墨烯气凝胶进行了表征。将制备的石墨烯气凝胶用于吸附甲苯,表现出良好的吸附性能和循环使用性。     

石墨烯气凝胶的制备与吸附性能研究

以氧化石墨烯为前驱体,抗坏血酸为还原剂,通过冷冻干燥技术,制备出石墨烯气凝胶。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸附脱附曲线等对制备的石墨烯气凝胶进行了表征。将制备的石墨烯气凝胶用于吸附甲苯,表现出良好的吸附性能和循环使用性。     

石墨烯基气凝胶对有机物的饱和吸附能力

以Pickering乳液法进行了石墨烯基气凝胶(GA)的制备,并以纯有机物和水中乳化油分为吸附对象,对其饱和吸附能力进行了评价,综合对比了不同研究者利用碳纳米材料所制备碳基气凝胶对纯有机化合物的吸附能力,发现包含本文所制备的GA在内的各种碳基气凝胶对不同的有机物的吸附能力与有机物的密度成正比,表明单位质量碳基气凝胶吸附有机物的体积(cm³?g^?1)为定值,与具体的被吸附有机物的种类无关。推断有机物在气凝胶材料中的吸附是一种体积填充行为,气凝胶孔隙体积的大小对于其吸附有机物的能力具有重要影响,但孔隙的占有率也是决定实际吸附有机物能力的关键因素。所制备的GA对水中油分的吸附能力低于其对纯油分的吸附能力,应与水的竞争吸附、有机物的扩散阻力等有关。     

石墨烯基分子印迹气凝胶制备及吸附性能研究

以氧化石墨烯(GO)为分子骨架,负载纳米氧化铁(γ-Fe2O3)和TiO2赋予GO磁性和光催化性;利用苯并α 芘(BaP)为模板合成具有识别吸附降解BaP性能的石墨烯基分子印迹气凝胶(GMIA).通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线能谱(EDS)表征中间...     

海藻酸钠基碳气凝胶的染料吸附及油水分离研究

利用来源广泛、绿色无污染的海洋材料海藻酸钠为碳源,经湿法纺丝、高温碳化和水洗制备了海藻酸钠基碳气凝胶W-SACA。W-SACA具有丰富的孔洞结构和高达1 143.77 m~2/g的比表面积。以阳离子染料亚甲基蓝(MB)、阴离子染料甲基橙(MO)、溶剂染料油红O(ORO)为代表考察了接触时间、染料浓度、温度、pH对吸附效果的影响,结果表明,W-SACA对这3种染料的吸附量分别高达196.500 9、198.921 6、194.320 2 mg/g。此外,W-SACA也成功地应用于油水混合物和乳液的高效分离。     

氧化石墨烯/壳聚糖复合气凝胶的制备及对甲基橙吸附性能研究

以氧化石墨烯(GO)和壳聚糖(CS)为原料,采用一步水热法制备了氧化石墨烯/壳聚糖复合气凝胶(GO/CS)。分别研究了制备方法和原料比例对其吸附甲基橙(MO)的影响。结果表明:水热法制得的气凝胶为三维网状结构,且水热法制备的氧化石墨烯/壳聚糖复合气凝胶(GO/CS)较溶胶-凝胶法具有更好的吸附性能,当GO与CS的质量比为10:1时,复合气凝胶对甲基橙去除率最高。     

石墨烯气凝胶的制备及其对水中油分的吸附特性

以改性Hummers法制备出的氧化石墨（GO）为原料,乙二胺（EDA）为交联剂,通过液相化学交联法制备出以石墨烯为主体的多孔网状气凝胶（EGA）。利用电子扫描电镜（SEM）、电子透射电镜（TEM）及选区电子衍射（SAED）对其进行表征。以水中柴油为研究对象,考察所制EGA样品对水中柴油的吸附脱除效果。结果表明,石墨烯气凝胶对柴油的吸附量在前5 min上升迅速,在30 min左右达到吸附平衡。吸附过程遵循准二级动力学模型,且吸附速率随温度的升高而增加,体系的表观活化能E_a=23.94 kJ·mol^-1。颗粒内扩散模型拟合结果表明,EGA对水中柴油的吸附分为表面孔道吸附、气凝胶内部孔道扩散以及石墨烯片层间小孔道扩散。石墨烯气凝胶对柴油的吸附等温线与Freundlich模型较为吻合。     

石墨烯气凝胶的电化学性能研究

以添加有机溶剂对氧化石墨烯(GO)进行改性处理,采用水热还原法得到还原氧化石墨烯(RGO-AJ)水凝胶,再分别通过冻干和晾干的方式进行干燥,得到两种不同的电极材料——RGO-AJ(冻干)和RGO-AJ(晾干)。将RGO-AJ制成电极片,组装成为超级电容器进行电化学性能测试。测试表明,在晾干处理方式下的RGO-AJ与冻干处理方式相比,拥有更好的电化学特性,且与冻干处理的样品相比,晾干处理样品的表面更为光滑和平整。     

石墨烯气凝胶的应用研究进展

石墨烯气凝胶是由石墨烯片自组装成的三维多孔材料,具有孔隙率高、弹性好、密度低和良好的导电性、隔热性等特点,在众多领域都有巨大的应用潜能。本文对目前石墨烯气凝胶的制备工艺、可控制备进行了概述,简要概括了目前石墨烯气凝胶及其复合材料在吸附、电磁屏蔽、催化剂载体、传感器方面的应用进展。     

石墨烯基气凝胶的制备及油吸附性能研究进展

海上漏油的频繁发生以及采油废水、工业含油污水的大量排放造成水资源大片污染和生态系统平衡的严重破坏。目前，从水体中分离油品和有机污染物已受到越来越多的商业和学术的关注。石墨烯基气凝胶是由二维石墨烯片层组装成的三维宏观材料，因其孔隙率高、比表面积大、密度低、机械性能强等特点在油水分离领域具有广阔的应用前景，已成为当今的研究热点之一。本文结合最新研究进展系统地总结了石墨烯基气凝胶的结构设计、组装及干燥方法，归纳了近年来其在油水分离中的应用进展，并对石墨烯基气凝胶在油水分离领域的研究现状和未来研究方向做了简要评述，以期为该领域的深入探索提供新的视角。     

石墨烯气凝胶的制备及其光热转换性能研究

石墨烯气凝胶兼具石墨烯的特性和气凝胶孔隙率高、比表面积大的优点,并且石墨烯气凝胶具有丰富的孔道结构,有效增加光吸收和散射面积,太阳能光热转换效率高。为了探究具有优异光热转换性能的石墨烯气凝胶合成工艺及控制条件,通过改进的Hummers法制备得到氧化石墨烯(GO),再通过水热反应还原,得到石墨烯气凝胶,调节还原剂类型和比例参数,表征不同反应条件下样品的形貌、结构和光吸收率,并测试样品的太阳能光热转换性能。结果表明,在GO和还原剂三聚氰胺的质量比为1︰1时,石墨烯气凝胶的光热转换性能最好。     

碳纳米管-石墨烯气凝胶制备及其对水中乳化油的吸附特性

以改进的Hummers-Offeman法制备出的氧化石墨（GO）与羧基化多壁碳纳米管（CNTs-COOH）为原料,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为交联剂,乙二胺（EDA）为还原剂,水热还原法制得羧基碳纳米管-石墨烯复合气凝胶（CGA）。调整GO与CNTs-COOH的质量比获得密度在8.40～14.42 mg·cm^-3之间的气凝胶,并确定在GO：CNTs-COOH=3：1（质量）时得到的气凝胶的机械强度最优。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）对所制备的CGA进行表征,得知GO与CNTs-COOH已成功还原组装成多孔状三维气凝胶结构。以水中乳化柴油作为研究对象,考察CGA样品在不同温度下对乳化柴油的吸附特性。结果表明,CGA的吸附量在前6 min迅速上升,在30 min左右达到吸附平衡,且平衡吸附量随温度升高而增加。吸附过程遵循准二级动力学模型,体系表观活化能为7.10 kJ·mol^-1。利用颗粒内扩散模型分析得出,CGA对乳化油的吸附分为外表面吸附过程和内部孔道吸附过程（内部大孔道吸附、中孔道和微孔道内扩散3个阶段）。     

巯基-烯修饰纤维素气凝胶的制备及其染料吸附的研究

采用一步法制备出乙烯基三甲氧基硅烷改性的气凝胶(SA),并用巯基-烯点击反应将巯基丙酸(MPA)和半胱胺盐酸盐(Cys)接枝到SA气凝胶上得到功能化气凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、机械性能测试等对气凝胶进行表征。实验结果表明,氨基化气凝胶(SA-Cys)和羧基化气凝胶(SA-MPA)都具有良好的机械性能,其中SA-MPA压缩强度可达到86 KPa,压缩模量也可达到90 KPa。选用阴离子型染料活性蓝KN-R和阳离子型染料罗丹明B(Rh-B)来研究SA-Cys和SA-MPA的吸附性能。研究结果表明,SA-MPA与SA-Cys有良好的吸附性能,而且都可以重复吸附染料。     

弹性石墨烯气凝胶的制备及对含油污水的吸附

采用冰模板和两步水热还原法通过常压干燥制备了石墨烯气凝胶(RGA).利用SEM观察RGA的微观形貌,利用XRD、XPS、FTIR和Raman光谱技术对氧化石墨烯(GO)的还原情况进行分析.用电子万能试验机对RGA进行压缩回弹实验.结果证明,RGA具有优异的压缩回弹性能(在50％应变下压缩回弹200次后RGA仍能迅速回弹至原始高度,且外形和高度没有明显变化).平衡模拟含油污水吸附性能测试表明,RGA经过270 min的吸附即可趋于吸附平衡,其对水中乳化油的平衡吸附量达到1466.325 mg/g,RGA对含油污水的吸附动力学模型符合准二级动力学模型;内扩散模型表明,RGA对含油污水的吸附分为RGA表面的大孔扩散、内部的中孔扩散和微孔扩散3个阶段;循环吸附结果表明,RGA对含油污水具有优异的循环吸附性能(循环吸附14次的吸附量均保持在1400～1450 mg/g);对实际污水的吸附结果表明,RGA对实际污水的去除率可以达到90％以上,并且可以循环使用.     

用于溢油吸附的生物质基气凝胶研究进展

近年来,油品泄露给水体生物及水体环境严重污染与损害。以自然界储量丰富的生物质为基材,通过化学改性或共混制备气凝胶吸油材料,材料具有来源广、可生物降解、吸油倍率高等优异性能,可以有效完成油水分离的难题。本文综述了纤维素基、木质素基、壳聚糖基气凝胶型吸油材料的研究进展,并对其研究前景作了展望。     

石墨烯水凝胶的制备及其吸附性能研究

通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用乙二胺(EDA)作还原剂,制得三维网状结构石墨烯水凝胶.利用紫外分光光度计考察了其对Pb2+的吸附性能,结果表明:120 min左右达到吸附平衡,并且在吸附剂用量为18 m g、氯化铅溶液质量分数为80 m g/L时,吸附效果最好,并且其吸附行为更符合准二级吸附动力...