一,、石墨烯氣凝膠的特點和應(yīng)用
石墨烯氣凝 膠,是一種高強度氧化氣凝膠,,具有高彈性,、強吸附、低密度,、大比表面的特點,,被稱之為“碳海綿”。
石墨烯氣凝膠是一種由納米顆?;蛘呔酆衔锓肿酉嗷ゾ奂纬傻娜S多孔固體材料,,以其密度低、電導(dǎo)率高,、彈性好等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注?,F(xiàn)階段,氣凝膠的材質(zhì)已經(jīng)發(fā)展到金屬,、無機氧化物,、聚合物、碳材料等,,應(yīng)用領(lǐng)域也拓展到催化,、吸附、能量儲存等多個方面,。
它是浙江大學(xué)高超教授團隊在2013年研發(fā)出的一種新型石墨烯固態(tài)材料,,材料密度僅每立方厘米0.16毫克,是迄今為止世界上最輕的材料,,入選2013年中國十大科技進展新聞,獲得最輕固體吉尼斯世界紀錄,。
石墨烯氣凝膠質(zhì)量輕,、比表面積大,所以對污染物的吸附量高,,在環(huán)境治理方面有著很大的潛力,,它能很好地吸附水里面的油污和有機染料,,且在吸收后還能做到原油回收,氣凝膠本身也能重新再使用,。石墨烯氣凝膠的這種特性使得海上原油泄漏事件在未來將不再是環(huán)境噩夢,,可阻止原油進一步污染海洋,破壞海洋生態(tài)系統(tǒng),。
除了污水治理,,石墨烯氣凝膠還能很好地隔絕高溫。因為氣凝膠是由無數(shù)片石墨烯像積木一樣堆疊而成,,中間有很多的空隙,,多孔材料導(dǎo)熱能力差,導(dǎo)熱系數(shù)低,,因此隔熱效果好,;但石墨烯氣凝膠同時又是碳材料,具有耐高溫的特性,,可用在高溫隔熱方面的應(yīng)用,。
此外,石墨烯氣凝膠還能夠吸收水,、油污等,,抑制霉菌生長,可以替代傳統(tǒng)的硅膠等干燥劑,,用于鞋,、襪、服裝的防潮和防霉變,,同時可吸附織物在加工過程中產(chǎn)生的甲醛等有毒氣體,,消除異味。與傳統(tǒng)的干燥劑相比,,吸附能力更強(吸附量可達自身重量的幾百倍),,功能范圍更廣,一物多用,,具有廣適性,、易處理、成本低,、吸附劑來源廣泛等優(yōu)點,。
二、石墨烯氣凝膠的制備方法
一種高強度氧化石墨烯氣凝膠的制備方法,,其特征在于包括以下過程:
1,、將氧化石墨烯粉末與去離子水配成濃度為0.1-10mg/ml水溶液,超聲震蕩0.1-5小時,,得到分散良好的氧化石墨烯水溶液,。
2,、將配置好的氧化石墨烯水溶液取10-500ml加入水熱釜中,90-200℃溫度下處理1-24小時,,制備出氧化石墨烯水凝膠,。
3、將制備出的氧化石墨烯水凝膠放入氨水中,,0-150℃,,浸泡1-36小時,冷凍干燥,,得到高強度的氧化石墨烯氣凝膠,。
本發(fā)明的優(yōu)點在于,制備方法簡單,,在氧化石墨烯氣凝膠的制備基礎(chǔ)上,,經(jīng)過簡單的氨水處理即可提高其機械強度,能耗低無污染,,配合其微觀多孔結(jié)構(gòu),,在吸附和催化方面具有很大的應(yīng)用前景。