超疏水石墨烯基氣凝膠的制備及其吸油性能研究.pdf

1、石墨烯基氣凝膠具有密度低、比表面積高、吸附能力強(qiáng)和導(dǎo)電性好等優(yōu)點(diǎn)，在能量?jī)?chǔ)存、催化和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域顯示了很大的應(yīng)用前景。近三年來(lái)，針對(duì)水面油污清理，已開(kāi)發(fā)了多種石墨烯基氣凝膠，包括石墨烯泡沫、金屬(金屬氧化物)/石墨烯復(fù)合氣凝膠、石墨烯/聚吡咯氣凝膠和氮摻雜石墨烯氣凝膠，這些石墨烯基氣凝膠吸附能力高，但吸油的同時(shí)也吸附水份，選擇性和吸附效率下降。為提高吸油選擇性，人們相繼制備了超疏水石墨烯/CNT復(fù)合氣凝膠、超疏水石墨烯/煙灰復(fù)合氣凝膠

2、和超疏水石墨烯/PVDF復(fù)合氣凝膠。然而，這些超疏水石墨烯復(fù)合氣凝膠制備過(guò)程復(fù)雜，難以大規(guī)?；苽洹；蛘哌€含有鹵素，對(duì)環(huán)境造成不利影響。此外，目前還沒(méi)有超疏水純石墨烯氣凝膠吸附材料的報(bào)道。因此，本論文開(kāi)展了以下兩方面的工作：
　　首次制備了超疏水、超親油的純石墨烯氣凝膠。以L-苯丙氨酸為還原劑，將氧化石墨烯分散液還原，原位自組裝形成石墨烯氣凝膠。FT-IR、XPS、XRD、Raman和TGA等測(cè)試結(jié)果表明，制備過(guò)程中氧化石墨烯納米

3、片被還原成了石墨烯，石墨烯通過(guò)π–π堆積作用組裝成石墨烯氣凝膠。該氣凝膠的表面和橫切面均具有超疏水性，它還具有超低密度、超親油性、高比表面積、極高的油/有機(jī)溶劑吸附能力、極快的吸附速率、很好的循環(huán)使用性能。常用有機(jī)溶劑的吸附容量均在100倍以上。該氣凝膠僅通過(guò)一步常規(guī)化學(xué)還原方法制備，過(guò)程簡(jiǎn)單、易放大、環(huán)境友好。該石墨烯氣凝膠在油污和有機(jī)溶劑吸附領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。
　　交聯(lián)氧化石墨烯/天然棉花復(fù)合物，再經(jīng)真空加熱還原制備了超

4、疏水、超親油的石墨烯/棉花復(fù)合氣凝膠。首先把棉花浸入氧化石墨烯分散液中，形成氧化石墨烯/棉花復(fù)合物，并用戊二醛交聯(lián)，再經(jīng)凍干、真空熱還原，合成了石墨烯/棉花復(fù)合氣凝膠。FT-IR、XPS、XRD、Raman和TGA等結(jié)果表明，該復(fù)合物中氧化石墨烯納米片被還原形成了石墨烯，從而產(chǎn)生π–π堆積作用。這種π–π堆積作用和醇醛交聯(lián)促使形成石墨烯/棉花復(fù)合氣凝膠。它具有超疏水性、超親油性、很高的油/有機(jī)溶劑吸附能力、很快的吸附速率和很好的力學(xué)性能