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石墨烯海绵

石墨烯海绵是石墨烯薄片通过分子间作用力或化学键相互作用交联得到的一种三维网状结构,由于其具有较多的孔径分布,比表面积大,极大的提高了石墨烯的吸附性能。该材料可通过模型得到各种形状,使用和运输都很方便。

石墨烯海绵

石墨烯海绵是呈海绵状的石墨烯三维结构。海绵结构允许污染物在它的孔状间隙中扩散。海绵状的结构也比单分散的片层容易处理和使用。因此,石墨烯海绵已经成为极具实用前景的石墨烯吸附材料。制备石墨烯海绵的关键在于保持石墨烯的多孔结构。冷冻干燥能在干燥过程中很好的保持氧化石墨烯的孔状结构。在制备石墨烯海绵时,冷冻干燥也是干燥样品的最佳选择。石墨烯海绵也可以在水热法还原氧化石墨烯的过程中得到。与氧化石墨烯海绵类似,石墨烯海绵的孔状结构只有在冷冻干燥法中才能得到保持。直接干燥石墨烯海绵会导致其孔状结构坍塌。通过水热反应还原氧化石墨烯得到石墨烯海绵。

石墨烯和碳管制备的海绵,碳管能分散在氧化石墨烯悬浮液中,并与氧化石墨烯一起被维他命C还原,变成CNTs/RGO悬浮液,悬浮液在超临界CO2环境下干燥成为海绵。除还原法,石墨烯海绵还可以由小分子直接制备得到,如在220 ℃下用乙醇与溶剂热反应72 h来制备了具有3D结构的石墨烯吸附剂。

海绵状石墨烯具有疏松多孔的独特结构,使得其在超级电容器、储氢材料、传感器、吸附材料等领域有着广阔的应用前景。如利用硫脲和氧化石墨反应得到的石墨烯海绵对亚甲基蓝和柴油的吸附量分别为184 mg/g和129 mg/g,且经过简单的处理多次利用而不会造成石墨烯海绵结构的破坏和吸附能力的下降。另外对环境中放射元素铀的吸附能力较强,吸附容量可达96 mg/g。

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