石墨烯/碳纳米管复合气凝胶的制备及油品吸附性能研究

摘要

石墨烯气凝胶是近年来研究热点的一种新型吸附材料,因其低密度和高吸附能力,在海上溢油处理中显现出巨大的应用潜力.但方便高效的制备高性能、可重复使用的石墨烯气凝胶吸附材料仍存在较大挑战.本研究以氧化石墨烯为前体,抗坏血酸为还原剂,通过添加盐酸多巴胺包裹的多壁碳纳米管,采用简单的一步水热还原法制备石墨烯/碳纳米管复合气凝胶.实验结果表明,碳纳米管的加入可以极大改善石墨烯片层的紧密堆叠情况,扫描电镜结果显示经冷冻干燥后制备出的复合气凝胶具有丰富的微孔隙和坚实的三维网状结构.以盐酸多巴胺做粘附剂,碳纳米管做“骨架”,石墨烯片层做“墙壁”,本研究制备出的石墨烯/碳纳米管复合气凝胶具有优异的亲油疏水性、超低密度(8.9mg/cm3)以及良好的压缩回弹性能(垂直方向50％压缩循环5次可完全恢复),对多种有机溶剂及原油具有优异的吸附能力(248g/g),在海上溢油吸附处理中具有广阔的应用前景.