功能化石墨烯气凝胶的制备及其在油水分离中的应用

摘要

为了解决溢油和有机污染物的问题，一些高效吸附材料的制备对解决全球化的环境和水资源保护有着非常重要的意义。尽管已经进行了广泛的研究，各种吸附材料层出不穷，但仍迫切需要具有更高效率、可循环利用，特别是在不同温度环境条件下有着优异吸附性能的新型吸附剂。因此，在本文中分别报道了通过高温煅烧法制备的具有强韧性、超疏水性的吸油石墨烯气凝胶（rGA）和采用微波照射法制备的可压缩石墨烯气凝胶(CGA)来处理水中的各种油和有机溶剂。rGA对各种油类和有机溶剂展现出了高效的吸附能力收（吸附量能达到自身重量的19-26倍）以及优异再循环能力（＞5次）。此外，该rGA可以在一个很宽泛的温度范围（-40℃-240℃）内保持的稳定高效吸附能力，这优越的性质都可以归因于石墨烯固有的优秀的热稳定性和三维网络结构良好的热分散性。基于这些优异的性能，rGA被认为是一种可用于在不同温度环境下，从水的表面分离和吸附废油和有机污染物的理想吸附材料。而CGA的吸油能力略高于rGA，为自身重量的30-38倍。CGA同样具备较好的疏水性和再循环能力等其它优秀的性质，更重要是CGA所具备的可压缩的机械特性能够通过简单的挤压方式除去和回收被吸附的油和有机溶剂，既防止了污染环境又节约了资源成本。这些具有优良性质的石墨烯气凝胶的开发为吸附剂在油水分离方面的应用提供了新的可能性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 石墨烯概述

1.3 氧化石墨烯概述

1.4 气凝胶概述

1.5 石墨烯气凝胶概述

1.6吸油石墨烯材料在吸附中的应用及发展

1.7 以间苯二酚和甲醛为交联剂的石墨烯气凝胶的发展历程

1.8 本论文主要研究的内容

第二章 实验部分

2.1 实验所用原料、药品及仪器

2.2 实验内容

2.3 功能化石墨烯气凝胶的测试与表征

第三章 强韧、超疏水的吸油石墨烯气凝胶的制备及其在油水分离中的应用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 rGA性质测试

3.5 本章小节

第四章 微波照射法制备的可压缩石墨烯气凝胶及其在油水分离中的应用

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4 CGA的性质测试

4.5本章小结

第五章 结论与建议

5.1 主要结论

5.2 课题创新点

5.3 今后工作建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文