石墨烯气凝胶的特点和应用 石墨烯气凝胶的制备方法

一、石墨烯气凝胶的特点和应用

石墨烯气凝 胶，是一种高强度氧化气凝胶，具有高弹性、强吸附、低密度、大比表面的特点，被称之为“碳海绵”。

石墨烯气凝胶是一种由纳米颗粒或者聚合物分子相互聚集而形成的三维多孔固体材料，以其密度低、电导率高、弹性好等优点受到广泛关注。现阶段，气凝胶的材质已经发展到金属、无机氧化物、聚合物、碳材料等，应用领域也拓展到催化、吸附、能量储存等多个方面。

它是浙江大学高超教授团队在2013年研发出的一种新型石墨烯固态材料，材料密度仅每立方厘米0.16毫克，是迄今为止世界上最轻的材料，入选2013年中国十大科技进展新闻，获得最轻固体吉尼斯世界纪录。

石墨烯气凝胶质量轻、比表面积大，所以对污染物的吸附量高，在环境治理方面有着很大的潜力，它能很好地吸附水里面的油污和有机染料，且在吸收后还能做到原油回收，气凝胶本身也能重新再使用。石墨烯气凝胶的这种特性使得海上原油泄漏事件在未来将不再是环境噩梦，可阻止原油进一步污染海洋，破坏海洋生态系统。

除了污水治理，石墨烯气凝胶还能很好地隔绝高温。因为气凝胶是由无数片石墨烯像积木一样堆叠而成，中间有很多的空隙，多孔材料导热能力差，导热系数低，因此隔热效果好；但石墨烯气凝胶同时又是碳材料，具有耐高温的特性，可用在高温隔热方面的应用。

此外，石墨烯气凝胶还能够吸收水、油污等，抑制霉菌生长，可以替代传统的硅胶等干燥剂，用于鞋、袜、服装的防潮和防霉变，同时可吸附织物在加工过程中产生的甲醛等有毒气体，消除异味。与传统的干燥剂相比，吸附能力更强（吸附量可达自身重量的几百倍），功能范围更广，一物多用，具有广适性、易处理、成本低、吸附剂来源广泛等优点。

二、石墨烯气凝胶的制备方法

一种高强度氧化石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于包括以下过程：

1、将氧化石墨烯粉末与去离子水配成浓度为0.1-10mg/ml水溶液，超声震荡0.1-5小时，得到分散良好的氧化石墨烯水溶液。

2、将配置好的氧化石墨烯水溶液取10-500ml加入水热釜中，90-200℃温度下处理1-24小时，制备出氧化石墨烯水凝胶。

3、将制备出的氧化石墨烯水凝胶放入氨水中，0-150℃，浸泡1-36小时，冷冻干燥，得到高强度的氧化石墨烯气凝胶。

本发明的优点在于，制备方法简单，在氧化石墨烯气凝胶的制备基础上，经过简单的氨水处理即可提高其机械强度，能耗低无污染，配合其微观多孔结构，在吸附和催化方面具有很大的应用前景。