暨南大学《JCTB》：以竹粉/GO为原料制备三维石墨烯气凝胶，用于水油分离

成果简介

溢油和有机溶剂造成的水污染严重影响了环境质量，因此开发具有优异性能的绿色可回收油吸附剂引起了研究人员的广泛关注。本文，暨南大学Langhuan Huang等研究人员在《J CHEM TECHNOL BIOT》期刊发表名为“Preparation and water/oil separation of super-hydrophobic biomass adsorbent based on three-dimensional graphene aerogel”的论文，研究提出以竹粉（BP）和还原氧化石墨烯（GO）为原料，采用绿色一锅水热法制备BGA气凝胶。之后，以十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）为疏水改性试剂，合成了具有超疏水性和高吸附容量的三维气凝胶H@BGA。

在这种独特的三元气凝胶中，竹粉和HDTMS都可以提高气凝胶的疏水性。此外，均匀散布的竹纤维促进了石墨烯的剥落，构建了丰富的孔隙，并赋予样品较大的比面积和优异的力学性能。制备H@BGA具有低密度、高比表面积、超疏水性（WCA = 151.5°）和高吸附能力（55-123 g g-1).此外，经过8次循环吸附/解吸过程后，H@BGA的吸附容量可保持在95%以上。总体而言，气凝胶在水/油分离领域具有广阔的应用前景。

图文导读

图1、 H@BGA气凝胶合成过程示意图

图2 、GO、GA、BP、BGA和H@BGA的SEM图像

图3 、GO、GA、BP、BGA、H@BGA的FTIR光谱和GOGA、BP和BGA、H@BGA的TG曲线

图4、 GO、GA、BP、BGA和H@BGA的XRD光谱以及GO、GA和BGA的拉曼光谱

图5、 GA（a）、BGA（带H@BGA（C））的N2吸附-解吸等温线曲线图;GA（d）、BGA（e）和H@BGA（f）的BJH孔径分布图

图6. GA、BGA和H@BGA气凝胶的压缩应力-应变曲线。

图7、GA（a）、BGA（b）和H @ BGA（c）的水接触角测试；H @ BGA表面的水动态润湿过程（d）；H @ BGA表面的水滴随时间变化（e）；H @ BGA表面的水滴停留10分钟后（f）。GA、BGA和H @ BGA的WCA比较

图8. H@BGA对四种有机化合物（向日葵油、泵油、机油和矿物油）的八个循环吸附曲线

小结

综上所述，本文还原氧化石墨烯和低成本的生物质材料（即竹粉）为原料，以HDTMS为疏水改性试剂，成功制备了具有满意的吸附性能和良好的可回收性的超疏水H @ BGA。这种复合气凝胶具有成本低、环境友好、吸附能力强、回收率高等优点，在水/油分离领域具有竞争优势。

文献：https://doi.org/10.1002/jctb.7279