靜電紡絲的GO、GO/CS、GO/多巴胺還原氧化石墨烯復(fù)合微球

石墨烯是一種獨(dú)特的二維（2D）材料，碳原子的sp2雜化使其具有疏水性和可調(diào)整的界面性質(zhì)。然而，超薄石墨烯薄膜和層狀石墨烯材料孔隙率低，在水中傾向于聚集，不利于吸附污染物。

通過(guò)自組裝合成分層3D結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果克服了石墨烯基材料的局限性，基于3D結(jié)構(gòu)和化學(xué)功能的獨(dú)特組合，可以設(shè)計(jì)具有優(yōu)化吸附性能的新型材料。石墨烯基水凝膠和氣凝膠是這些具有高比表面積的3D宏觀材料的兩種**代表，其微孔和中孔相互連接的網(wǎng)絡(luò)允許離子和分子的接近和擴(kuò)散，在電極材料、催化和水處理中具有廣泛的應(yīng)用前景。3D結(jié)構(gòu)的高孔隙率結(jié)合石墨烯的超輕、超疏水和超親油性可以制備針對(duì)油和有機(jī)溶劑的高性能吸附劑，如石墨烯氣凝膠、石墨烯/聚合物復(fù)合海綿、石墨烯/碳納米管氣凝膠等。

利用石墨烯的疏水親油特性及3D結(jié)構(gòu)的多孔性，制備RGO微球，用于快速的油水分離。通過(guò)高溫?zé)徇€原，使得GO還原為RGO，CS碳化形成N摻雜無(wú)定形碳，pDA碳化形成N摻雜的石墨烯。所制得的N摻雜RGO微球具有疏水親油的特性，并且保留了還原前的中心發(fā)散微通道結(jié)構(gòu)。微球?qū)τ诙喾N油和有機(jī)溶劑都有較高的吸附容量和很快的吸附速率。

微球?qū)追N油和有機(jī)溶劑的吸附容量研究，包括潤(rùn)滑油、泵油、植物油、甲苯、DMF、正己烷、乙酸乙酯，其中對(duì)甲苯這類帶苯環(huán)的有機(jī)物顯示很好的吸附性能。同時(shí)，比較所制備的四種不同微球?qū)?rùn)滑油、甲苯、正己烷的吸附性能，可以探究N摻雜對(duì)石墨烯基微球吸附容量的影響。隨著N摻雜量的增加，微球?qū)τ跐?rùn)滑油和正己烷的吸附容量略有增加，對(duì)甲苯的吸附容量**增大，N摻雜可以增強(qiáng)石墨烯平面π電子離域，從而增強(qiáng)材料的疏水性和對(duì)含苯環(huán)的有機(jī)物的吸附能力。

將吸附達(dá)到飽和的RGM-C10微球燃燒可以回收微球吸附劑，燃燒后微球可以較好地保持其形貌。對(duì)燃燒后的微球進(jìn)行循環(huán)吸附實(shí)驗(yàn)，在10次循環(huán)后對(duì)潤(rùn)滑油和正己烷的吸附容量不但沒(méi)有明顯的損失，基于RGO的剩余含氧官能團(tuán)進(jìn)一步還原，吸附容量反而略有上升。

通過(guò)靜電噴霧結(jié)合冷凍干燥方法制備GO、GO/CS、GO/多巴胺復(fù)合微球，并利用高溫?zé)徇€原，得到N摻雜RGO微球，微球具有超疏水和超親油的潤(rùn)濕性。微球外部保持了還原前的蜂巢-蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部保留了還原前的中心發(fā)散微通道結(jié)構(gòu)。材料獨(dú)特的浸潤(rùn)性有利于提高內(nèi)擴(kuò)散速率，微通道結(jié)構(gòu)可以大大縮短內(nèi)擴(kuò)散路徑，以保證微球具有快速吸附的特點(diǎn)。同時(shí)，由于疏水性和π-π共軛作用，微球?qū)τ跐?rùn)滑油、泵油、植物油、甲苯、DMF、正己烷、乙酸乙酯都有較高的吸附容量。增大N摻雜量，能夠進(jìn)一步提高對(duì)帶苯環(huán)污染物的吸附容量。利用燃燒法除去吸附的油，吸附劑可以循環(huán)利用，在經(jīng)過(guò)10次吸附-燃燒循環(huán)后，吸附容量沒(méi)有明顯下降。微球疏水親油的特性，使其對(duì)分層油水混合物及油水乳液有很好的分離效果。.

本文部分資料來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除!

小編：wyf  07.27