一、石墨烯氣凝膠的特點和應用

石墨烯氣凝膠，是一種高強度氧化氣凝膠，具有高彈性、強吸附、低密度、大比表面的特點，被稱之為“碳海綿”。

石墨烯氣凝(ning)膠是(shi)一種(zhong)由納米顆粒或者(zhe)聚合(he)物分(fen)子相(xiang)互聚集而(er)形成的三維多(duo)孔固體材料，以其密度低、電導率高、彈(dan)性好等(deng)優點受到(dao)廣泛關注。現(xian)階段，氣凝(ning)膠的材質已經(jing)發展到(dao)金屬、無機氧化物、聚合(he)物、碳材料等(deng)，應(ying)用領域(yu)也拓(tuo)展到(dao)催(cui)化、吸附、能量儲(chu)存(cun)等(deng)多(duo)個方面。

它是浙江(jiang)大(da)學高超教(jiao)授團隊在2013年研發出(chu)的(de)一種(zhong)新型石(shi)墨(mo)烯固(gu)態材(cai)料(liao)，材(cai)料(liao)密度(du)僅每立方厘米0.16毫克(ke)，是迄今為(wei)止世(shi)界上最輕的(de)材(cai)料(liao)，入(ru)選2013年中國十大(da)科技進展新聞，獲得最輕固(gu)體吉(ji)尼斯世(shi)界紀(ji)錄(lu)。

石墨烯(xi)(xi)氣凝(ning)膠質量(liang)輕、比表(biao)面(mian)積大(da)(da)，所(suo)以對污染物的(de)吸(xi)(xi)附量(liang)高(gao)，在(zai)環境治理(li)方面(mian)有著(zhu)很(hen)(hen)大(da)(da)的(de)潛(qian)力，它能(neng)很(hen)(hen)好地吸(xi)(xi)附水里面(mian)的(de)油(you)污和有機染料，且在(zai)吸(xi)(xi)收后還能(neng)做到原油(you)回收，氣凝(ning)膠本身也能(neng)重新再使用。石墨烯(xi)(xi)氣凝(ning)膠的(de)這種特性使得海上原油(you)泄漏(lou)事件在(zai)未來將不(bu)再是環境噩(e)夢(meng)，可(ke)阻止原油(you)進一(yi)步(bu)污染海洋，破壞(huai)海洋生態系統。

除了污水治理，石墨烯氣凝膠還能很好地隔絕高溫。因為氣凝膠是由無數片石墨烯像積木一樣堆疊而成，中間有很多的空隙，多孔材料導熱能力差，導熱系數低，因此隔熱效果好；但石墨烯氣凝膠同時又是碳材料，具有耐高溫的特性，可用在高溫隔熱方面的應用。

此外，石墨烯氣凝(ning)膠還能夠吸收水、油污等，抑制霉菌生長，可以替代傳統的硅膠等干燥劑，用于鞋、襪、服裝的防潮和防霉變，同時可吸附織物在加工過程中產生的甲醛等有毒氣體，消除異味。與傳統的干燥劑相比，吸附能力更強（吸附量可達自身重量的幾百倍），功能范圍更廣，一物多用，具有廣適性、易處理、成本低、吸附劑來源廣泛等優點。

二、石墨烯氣凝膠的制備方法

一(yi)種(zhong)高強(qiang)度氧化石(shi)墨烯氣凝膠(jiao)的制備方法，其特征在于包(bao)括以(yi)下過程：

1、將氧化(hua)石墨(mo)烯(xi)粉(fen)末與(yu)去離子水(shui)(shui)配成濃度為0.1-10mg/ml水(shui)(shui)溶液，超聲(sheng)震蕩0.1-5小(xiao)時(shi)，得到分散良好(hao)的氧化(hua)石墨(mo)烯(xi)水(shui)(shui)溶液。

2、將配(pei)置好的氧(yang)化(hua)石墨(mo)烯水(shui)(shui)溶液取10-500ml加入水(shui)(shui)熱釜中，90-200℃溫(wen)度下處理1-24小時，制備出氧(yang)化(hua)石墨(mo)烯水(shui)(shui)凝膠。

3、將制備出的氧化(hua)石墨(mo)烯(xi)(xi)水凝(ning)膠放(fang)入(ru)氨水中(zhong)，0-150℃，浸泡(pao)1-36小時，冷凍干燥，得到高強度(du)的氧化(hua)石墨(mo)烯(xi)(xi)氣(qi)凝(ning)膠。

本發明的優點在于，制備方法簡單，在氧化石墨烯氣凝膠的(de)制備基礎(chu)上，經(jing)過(guo)簡(jian)單(dan)的(de)氨(an)水處理即(ji)可提高其(qi)機械強度(du)，能耗低無污染，配合其(qi)微觀多孔(kong)結構，在吸附和催化方(fang)面具(ju)有很大的(de)應用前景。