三维石墨烯基多孔碳材料的制备及对污染物的吸附性能研究进展

• 作者: 张凰 张迪 王朋 石林 邱军科
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 石墨烯 三维多孔材料 性能影响 吸附 环境污染物
• 年，卷（期）: 2020,（13）
• 所属期刊栏目: 材料与可持续发展(三)——环境友好材料与环境修复材料
• 页码范围: 13028-13035
• 页数: 8页
• 分类号: X-1
• 字数: 9130字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.19060111

摘要

一维的碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)和二维的氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)是常见的碳纳米材料,被广泛应用于环境污染物的吸附去除.它们在水体中易发生团聚和堆积,使其在实际应用中受到限制,因此急需寻找新型吸附碳材料.近十年来,随着对碳基纳米材料的深入研究,三维石墨烯基多孔碳材料(Three-dimensional graphene-based porous carbon materials,3D GBMs)引起了研究者的密切关注.3D GBMs是由石墨烯基纳米材料在一定条件下组装形成的多孔碳材料.它不仅具有高孔隙率和大表面积的特点,还有良好的力学性能,且易于回收和循环利用.3D GBMs因继承了单体材料的性能,已成为近年来研究的热点.根据3D GBMs独特的结构和性能,其已被应用于环境修复、催化剂和能源储存等诸多领域.然而,关于3D GBMs的研究依然存在一些挑战.例如,前驱体的原材料、尺寸、pH值可能影响3D GBMs的吸附性能;制备方法有待选择和优化,冷冻干燥处理过程对3D多孔结构的破坏等,这将直接影响3D GBMs性能的发挥.因此,3D GBMs的制备流程需要进一步深入探讨,以期更好地满足实际应用的需求.目前,研究者通过水热还原、化学还原及化学气相沉积等方法制备了不同性能的3D GBMs.不同的制备方法归根结底是对3D GBMs进行各种功能化处理.研究发现,通过不同处理方式功能化的3D GBMs吸附剂,均可对目标污染物达到良好的去除效果.然而,3D GBMs的吸附性能受多种因素影响,其中合成环节是研究3D GBMs吸附性能的主要关注点.这是因为前驱体、制备条件及干燥过程等均能影响3D GBMs的结构和性能.了解不同制备过程对3D GBMs吸附性能的影响,将有助于推广其在环境污染治理领域的应用.本文总结了3D GBMs不同的制备方法,同时以制备流程为主线,重点论述了各制备环节对3D GBMs吸附性能的影响.最后,提出了三个主要的展望方向:水凝胶在实际应用中的角色剖析、表面积测定新方法、3D GBMs的潜在环境风险.本文不仅能推动3D GBMs在水处理领域的发展,而且也将为其在其他领域的制备和应用提供理论指导.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王朋	成都理工大学环境学院	5	5	2.0	2.0
2	石林	昆明理工大学环境科学与工程学院	11	4	1.0	1.0
3	张迪	昆明理工大学环境科学与工程学院	41	150	6.0	10.0
5	张凰		10	12	3.0	3.0
11	邱军科	昆明理工大学环境科学与工程学院	1	0	0.0	0.0