回复材料天团:柔性煤基纳米纤维膜的加入让气凝胶不容易变形,这一点很重要
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随着工业发展,石油泄漏和有机溶剂排放破坏生态,开发高性能吸油材料至关重要。商用吸油毡存在吸收容量低、选择性差、不易回收等问题,新疆大学吴雪岩、郭继玺、贾殿赠教授团队在《Desalination》发表成果,制备出煤基纳米纤维/氧化石墨烯复合气凝胶(MGCF)。 通过水热和冷冻干燥法制备的MGCF,对不同有机溶剂/油吸附能力达70 - 190 g/g。柔性煤基纳米纤维膜的引入,保持了气凝胶三维结构,防止形变,提升可重复使用性。 针对传统碳基气凝胶机械性能缺陷,引入CCNF提高了MGCF整体性能。一方面,CCNF比表面积大,改善纤维与气凝胶基质接触面积,利于应力传递;另一方面,CCNF柔韧性好,让复合气凝胶变形能力强,不易脆性断裂,且在空气和有机溶剂中稳定性良好。 研究不同比例复合气凝胶吸附性能发现,当氧化石墨烯和煤基碳纤维质量比为5:1时,对二氯甲烷吸附能力为70 g/g,3:1时增至240 g/g,因煤基纳米纤维避免氧化石墨烯重聚集,增加吸附空间。对MGCF吸附煤焦油机理研究表明,其吸附过程由孔吸附、氢键、静电、π-π相互作用共同决定,综合作用使其吸附能力出色。