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(xi)氣凝膠(jiao)是一種由納(na)米顆粒(li)或(huo)者聚合(he)物(wu)(wu)分子相互聚集而形成(cheng)的三(san)維多孔固(gu)體材(cai)料，以其密(mi)度低、電(dian)導率高(gao)、彈性好等優點受到廣泛關注。現(xian)階(jie)段，氣凝膠(jiao)的材(cai)質已經(jing)發(fa)展到金屬(shu)、無機(ji)氧化物(wu)(wu)、聚合(he)物(wu)(wu)、碳材(cai)料等，應用領域(yu)也拓展到催化、吸附、能量儲存等多個(ge)方面。

它是浙江大學高超教授團隊在2013年研發出(chu)的一(yi)種新型石墨(mo)烯固(gu)態材(cai)料，材(cai)料密度(du)僅每立方厘米0.16毫克，是迄(qi)今為止世界上最(zui)輕的材(cai)料，入選2013年中國十大科(ke)技進展新聞，獲(huo)得最(zui)輕固(gu)體吉尼斯世界紀錄。

石(shi)墨烯氣凝(ning)(ning)膠(jiao)質量輕、比表面(mian)積大(da)，所以對污(wu)染(ran)物的(de)(de)吸附量高(gao)，在(zai)環(huan)境治(zhi)理方(fang)面(mian)有(you)著(zhu)很大(da)的(de)(de)潛力，它能(neng)很好地吸附水(shui)里面(mian)的(de)(de)油(you)污(wu)和有(you)機染(ran)料，且在(zai)吸收(shou)后還能(neng)做到原油(you)回收(shou)，氣凝(ning)(ning)膠(jiao)本(ben)身(shen)也(ye)能(neng)重新再(zai)使用。石(shi)墨烯氣凝(ning)(ning)膠(jiao)的(de)(de)這種(zhong)特性使得海(hai)上(shang)原油(you)泄漏事件在(zai)未來將不再(zai)是環(huan)境噩(e)夢，可阻止原油(you)進一步污(wu)染(ran)海(hai)洋，破壞海(hai)洋生態(tai)系(xi)統。

除了污水治理，石(shi)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(qi)凝(ning)膠(jiao)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(gao)強度(du)氧化石墨烯氣凝膠的制備方法，其特征在于包括(kuo)以下過程：

1、將(jiang)氧化石(shi)墨烯粉末(mo)與去(qu)離子水配成濃(nong)度為0.1-10mg/ml水溶液(ye)，超聲震蕩0.1-5小時，得到分散良好的氧化石(shi)墨烯水溶液(ye)。

2、將配置(zhi)好的(de)氧(yang)化石墨(mo)烯水(shui)(shui)溶液取10-500ml加入水(shui)(shui)熱釜(fu)中，90-200℃溫度下(xia)處理1-24小(xiao)時，制備出氧(yang)化石墨(mo)烯水(shui)(shui)凝膠。

3、將制備出的(de)氧(yang)化石墨烯(xi)水凝(ning)膠放入氨水中，0-150℃，浸泡(pao)1-36小時(shi)，冷凍干燥，得到高強(qiang)度的(de)氧(yang)化石墨烯(xi)氣凝(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)制備基礎上，經過簡(jian)單(dan)的(de)氨水處理即可提高其機械強度(du)，能耗低無污染，配合其微觀多孔結構，在吸附和催化(hua)方面具有很大的(de)應(ying)用前景。