石墨烯基气凝胶吸附材料在空气净化领域的研究进展

综述石墨烯气凝胶的制备方法及石墨烯基气凝胶作为吸附材料在空气净化领域中的应用现状，总结目前石墨烯气凝胶材料存在的问题，并对石墨烯气凝胶在空气净化吸附方面的未来发展方向提出展望。结果表明：石墨烯气凝胶是一种具有大比表面积、高孔隙率、多吸附位点的良好空气净化材料，经改性后的石墨烯气凝胶对气体污染物具有可观的化学吸附能力，结合自身物理吸附性能，成为了近年来备受关注的空气净化材料之一。     

疏水型SiO2气凝胶的常压制备及吸附性能研究

以多聚硅E-40为硅源,采用溶胶-凝胶法,通过表面修饰等工艺,在常压条件下制备了高气孔率的疏水性SiO2气凝胶.用扫描电镜、红外光谱1、3C,29Si核磁共振谱以及孔径分布仪,表征测试其结构和吸附特性.研究结果显示,SiO2气凝胶具有纳米多孔结构,且有较好的疏水特性,吸附性能较活性炭纤维和活性炭颗粒更为优越,再吸附容量基本不变,是一种极好的高吸附材料,具有广阔的应用前景.     

硅气凝胶负载洛伐他丁的研究

利用超临界技术,通过吸附、结晶作用制备扩孔二氧化硅气凝胶负载洛伐他丁.采用FTIR、TG、N2吸附-脱附和HPLC等分析方法对负载过洛伐他丁的硅气凝胶样品进行了表征.结果表明:用硅气凝胶负载过药物的样品既有硅气凝胶的骨架结构又有药物的官能团说明硅气凝胶负载上了部分洛伐他丁药物;BET表征结果显示负载过药物的样品的吸附量有了明显的降低,说明有一部分药物结晶在硅气凝胶的孔道里面;热重数据显示硅气凝胶对洛伐他丁有一定的负载率(9.0%左右);用HPLC测定样品的释放性显示经过硅气凝胶负载过的洛伐他丁的样品有一定的缓释效果,显示硅气凝胶的负载量随着硅气凝胶孔径的增加而升高.     

气凝胶材料的研究进展

气凝胶材料是一种由纳米粒子或聚合物分子链组成的具备三维纳米结构的多孔材料,具有低密度、高孔隙率、高孔体积和高比表面积等结构特点,显现出优异的光、热、声、电和力学等特性,在航空航天、石油化工、环境保护、建筑保温、能量储存与转化等领域具有广泛的应用价值。迄今为止,气凝胶的种类已由最初的SiO_2气凝胶发展到了具有特定功能的各类新型气凝胶,从而有效拓宽了气凝胶的应用范围。气凝胶材料通常采用溶胶-凝胶、老化、溶剂置换并结合超临界干燥、冷冻干燥或常压干燥等过程制备。气凝胶材料按照组成可以分为单组分气凝胶和多组分气凝胶,其中单组分气凝胶主要包括氧化物气凝胶、碳化物气凝胶、氮化物气凝胶、石墨烯气凝胶(GA)、量子点气凝胶、聚合物基有机气凝胶、生物质基有机及C气凝胶和其他种类气凝胶,而多组分气凝胶由两种及以上单组分气凝胶构成或者由纤维、晶须、纳米管等作为增强体所形成的气凝胶复合材料。本文主要介绍各类单组分及其复合气凝胶材料的制备方法及其在隔热、吸附、催化、储能转化和生物医用等领域的应用,对近年来气凝胶在制备及应用方面所取得的突破性进展进行了综述。同时也指出在基础研究方面亟需通过理论计算和实验研究相结合,实现气凝胶网络结构生长调控、表面组成及化学结构调控和高温组织结构稳定性调控;在功能型气凝胶材料开发方面,通过反应机制深入研究气凝胶材料结构和性能关联,实现高性能的多功能型气凝胶材料突破性进展;在规模化应用方面,寻找成本低廉的前驱体原料和降低气凝胶干燥成本是气凝胶产业化进程长远发展的关键。     

海藻酸钠复合吸附材料研究进展

海藻酸钠具有良好的生物相容性、亲水性、以及特殊成形性,相对于其他吸附材料原料丰富易得、价格低廉被广泛用于吸附重金属离子、染料、抗生素、农药、表面活性剂等污染物.文章介绍了海藻酸钠交联水凝胶、互传网络凝胶、海藻酸钠小颗粒吸附剂复合材料以及磁性复合材料吸附污染物的研究进展.海藻酸钠复合材料脱附后可以重复使用且能保持良好的吸附效果,是一种非常有前途的生物聚合物材料.     

碳气凝胶的制备及其物性研究

气凝胶是一种新型非晶固态材料,有着广泛的应用前景,为此详细论述了有机气凝胶和碳气凝胶的制备工艺;采用高分辨率航向电镜观察气凝胶的纳米显微结构;喇曼光谱测试结果表明碳气凝胶颗粒内部存在有微晶化结构;低温氮吸附法测试结果表明,有机气凝胶和碳气凝胶的比表面积主要由溶液的配比浓度和催化剂的量决定,后者还受碳化温度的影响。     

巯基功能化纤维素气凝胶材料的制备及其对Cr(Ⅲ)的吸附

为了对制革废水中Cr(Ⅲ)进行有效处理,减少制革废水中Cr(Ⅲ)的含量,研究了巯基功能化纤维素气凝胶的吸附作用。首先,以脱脂棉为原料、NaOH/尿素/H₂O为溶剂、CS₂为改性剂,对纤维素分子中羟基进行功能化改性,经溶剂置换与冷冻干燥制备出巯基功能化纤维素气凝胶材料（CS₂-MCC）,通过单因素试验及正交试验确定最佳制备条件,并对材料的官能团结构与表面形貌等进行分析;其次,研究了CS₂-MCC对Cr(Ⅲ)的吸附能力。结果表明：CS₂-MCC的最佳制备条件是CS₂用量为0.5 mL/g、硫酸镁用量为20 mL/g、改性时间为6 h、改性温度为40 ℃;CS₂-MCC对Cr(Ⅲ)的最大吸附容量为75.792 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型,ΔG^θ＜0,表明CS₂-MCC对Cr(Ⅲ)吸附为自发进行的单分子层吸附及化学吸附;经处理后的Cr(Ⅲ)含量降至1.470mg/L,可达标排放。所制备的巯基功能化纤维素气凝胶材料三维网络丰富,吸附性能优异,克服了纤维素基吸附材料多呈现粉末难以循环利用和吸附选择性较差的缺点,可对制革废水中的Cr(Ⅲ)进行有效吸附。     

石墨烯气凝胶与传统香精吸附剂的对比

香精与人们的生活有着紧密的联系,具有消毒杀菌、改善环境、使人舒适的作用。香精与热、光、空气或金属污染物反应产生氧化、聚合、脱氢和热重排而导致物理化学性质发生变化,微囊包封固化或吸附剂表面吸附可以解决这些问题。石墨烯气凝胶具有较大的比表面积、柔韧性、热和化学稳定性,是目前被广泛研究的吸附剂。介绍了石墨烯气凝胶的制备方法和吸附机制,与传统吸附剂的香精吸附效果进行了比较,展望了石墨烯气凝胶在香精吸附领域的应用前景。     

纤维素纳米晶对聚乙烯醇水凝胶吸附性能的影响

为了提高聚乙烯醇(PVA)水凝胶的吸附性能,本文通过冷冻-融化工艺制备了PVA/纤维素纳米晶(CNC)复合水凝胶.利用红外吸收光谱测试CNC的结构.PVA/CNC水凝胶的吸附性能结果证明:随着CNC含量的增加,PVA/CNC水凝胶的吸附容量显著增加.通过吸附动力学模型和等温吸附模型模拟可知,PVA/CNC水凝胶的吸附性能符合准二阶吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型.通过计算可知,当CNC含量为1wt%时,PVA/CNC水凝胶的最大吸附容量为31.44mg/g.     

等温吸附曲线在四川威远页岩气区块的应用与表征

基于四川威远页岩储层条件,在90℃下开展了对四川威远区块页岩气等温吸附实验,分析了影响吸附的主要因素。结合生产实际阐述了吸附气在生产中的变化规律。同时应用吸附势理论,建立不同深度下的吸附模型,对不同深度下的吸附气量进行了预测。研究表明,当地层压力较高时,解吸附气体较少,主要是游离气在贡献,随着地层压力降至10 MPa后,吸附气解析速率逐渐增大直至吸附气起主导作用;黏土含量越高,黏土与有机质的竞争吸附中占主导;吸附气含量越小,而TOC越高,有机质与黏土竞争吸附中占主导;吸附气量越高,另外压力越高、温度越低,吸附气量越高;基于吸附势理论的吸附模型比Langmuir等温吸附模型具有较好的拟合程度,具有较强的适用性;对异常高压的页岩气藏而言,随着深度的增加,吸附气含量逐渐增加,并未出现明显的极值,温度对吸附气量的影响没有压力的影响大,压力对吸附气的含量起主导作用。