这项工作提出了一种基于自发吸附材料的新的水和空气污染可持续解决方案。首次在基于还原氧化石墨烯 (rGO) 和蒙脱石 (MMT) 的水凝胶和气凝胶中设计了高表面积微/介孔超交联树脂 (XDV)。水凝胶和气凝胶是通过基于维生素 C 还原氧化石墨烯 (GO) 和最终冻干的温和且环保的程序获得的。
图 1. rGO/MMT/XDV 水凝胶和气凝胶的制备和组成、水凝胶体积减少和气凝胶堆积密度。
在所有系统中，XDV 比表面积 (SSA) 都完全暴露，可用于水和空气中的吸附应用。含有 50 wt% XDV 的 rGO/XDV 和 rGO/MMT/XDV 气凝胶显示出分级孔隙率和高 SSA，达到 1000-1200 m2/g 的值。水凝胶和气凝胶根据其组成显示出可调节的极性特性，可用于开发定制的吸附剂，用于从芳香族和极性污染物中修复水和空气。事实上，虽然含有 MMT 的水凝胶对罗丹明 6G 等阳离子染料显示出高吸附能力，但 rGO 和 rGO/XDV 系统对甲苯显示出显着的亲和力。在所有情况下，将超交联树脂嵌入水凝胶和气凝胶中进一步增强了它们的吸附能力，rGO/MMT/XDV 水凝胶吸收高达 482 mg/g 的罗丹明 6G 和高达 500 mg/g 的甲苯rGO/XDV 气凝胶的蒸汽。两种系统都显示出可再生的吸附特性，在 5 个吸附/解吸循环中效率高于 96%。
图 2. XDV (a)、rGO/XDV 水凝胶 (b, c, d) 和 rGO (e, f)、rGO/XDV (g, h)、rGO/MMT (i, j) 和 rGO/的 SEM 图像 MMT/XDV (k, l) 气凝胶。
相关论文以题为Hierarchically porous hydrogels and aerogels based on reduced graphene oxide, montmorillonite and hyper-crosslinked resins for water and air remediation发表在《Chemical Engineering Journal》上。通讯作者是意大利学者Rachele Castaldo教授。
参考文献：doi.org/10.1016/j.cej.2021.133162
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