随着现代装修材料的广泛应用，甲醛已成为室内空气污染的“头号杀手”。它不仅会对呼吸系统造成伤害，还会引发头痛、疲劳，甚至潜在的致癌风险。如何有效去除室内甲醛，保障人体健康，一直都是科研和生活关注的热点。尽管目前活性炭除甲醛技术被广泛使用，但由于活性炭以物理吸附为主，在使用过程中需频繁更换吸附材料，并且存在甲醛脱附等二次污染问题，导致其吸附效果有限。而石墨烯气凝胶是一种三维多孔结构的材料，其可观的比表面积和多活性位点使得其在甲醛去除方面具有良好的应用潜力。本研究将活性炭与石墨烯气凝胶结合，通过水热法制备得到氮掺杂活性炭复合石墨烯气凝胶材料，一方面降低了能耗和制备成本，使其更有望大规模制备；另一方面，将活性炭引入到石墨烯片层之间，不仅能有效避免石墨烯片层在自组装过程中的严重堆积，产生了更大的比表面积，还能提高在石墨烯上掺杂氮的含量，发挥其高效物理和化学协同吸附甲醛效应。相较于某一种商业活性炭而言，氮掺杂活性炭复合石墨烯气凝胶在10 min和2 h的甲醛去除率分别提升157.53%和86.03%，且多次循环使用后仍然保持良好的效果，是一种有前景的短期快速去除室内甲醛的吸附剂。
该研究成果以“Three-dimensional Nitrogen-doped modified activated carbon/graphene composite aerogel for highly efficient removal of indoor formaldehyde”为题近日发表于国际知名期刊Journal of Environmental Chemical Engineering上 （2024年IF=7.4）。
第一作者为华侨大学材料科学与工程学院2023级博士研究生许景威，通讯作者为华侨大学材料科学与工程学院陈国华教授。
本项研究工作得到了福建省石墨烯粉体及复合材料工程技术研究中心（2017H2001），厦门市高分子与电子功能材料重点实验室的资助和支持。
论文信息
Jingwei Xu, Mengyao Guo, Ming Lin, Chen Ma, Guohua Chen*. Three-dimensional Nitrogen-doped modified activated carbon/graphene composite aerogel for highly efficient removal of indoor formaldehyde. Journal of Environmental Chemical Engineering.
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.jece.2025.115576
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