【文章概述】

  近几十年来，在开采过程中石油和有机溶剂的泄漏，运输和储存成为海洋和其他生态系统的严重灾难。在为了解决这一问题，科学家开发各种吸附材料，如交联聚合物树脂、纤维、聚合物凝胶、纳米复合材料、有机-无机杂化材料和碳基材料。尽管这些材料可以带来很高的吸附量大，但成本高、循环性能差等仍然阻碍其应用。石墨烯气凝胶（GA）具有孔隙率高、对有机物亲和力强等优点，与其他液体吸收剂相比，固体GA材料具有吸收速度快，容量大和再生成本低的优势，被认为是海洋石油污染治理的理想材料。研究人员受到古代玉米芯壁制造技术的启发，提出通过一步溶剂热处理制备坚固的银纳米线联锁GA复合材料（AgNWs@GA），随着Ag纳米线的加入，石墨烯纳米片可以有效分离，形成更多的孔隙，同时增强了3D整料中均匀分散的Ag纳米线的结构稳定性，该制备过程简单、节能又环保。

【成果简介】

武汉大学程佳瑞团队受古代玉米芯壁制造技术的启发，将银纳米线联锁GA（AgNWs@GA）得到了坚固的银纳米线联锁GA复合材料。该种复合材料能有效地去除水中的油脂和有机溶剂，其吸油能力是其自重的43 - 81倍，且在长周期试验中无性能衰减迹象。此外，石墨烯薄片中嵌入的AgNWs使GA材料具有耐生物腐蚀的能力，适合于环境领域的应用，且这种方法可用于低成本的可扩展制造。该材料符合奇材馆理念，后续开发值得期待!

【图文导读】

图1（A）制造具有耐破坏力的强固性结构的Ag NWs @ GA的示意图。

（B）由黄土和植物茎制成的穗轴壁的光学图像，形成坚固的结构，可以长时间经受雨水冲刷。

（C）示意图显示了Ag NWs @ GA在水中吸收油污。

（D）吸油测试前后的Ag NWs @ GA和纯GA的光学图像。

图2（A）Ag NWs，（B）纯GA和（CE）Ag NWs @ GA的SEM图像。

合成的Ag NWs @ GA表现出高孔隙率，并且Ag NWs在GA内部均匀联锁，形成与3D随机孔互连的分层微观结构的集成体。

（F）SEM图像以及Ag NWs @ GA中Ag，C和N的相应元素映射。

图3（A）AgNWs@GA，AgNWs和GA的PXRD模式。

（B）AgNWs@GA，AgNWs和GA的FT-IR光谱。

（C-D）GA，AgNWs@GA的拉曼光谱及在对应光谱的1200cm^-1和1650cm^-1处的模拟峰。

图4（A）分别使用水和油对Ag NWs @ GA进行接触角测试。

（B）在吸附浮在水上的轻油的过程中，Ag NWs @ GA的光学图像。

（C）纯GA和Ag NWs @ GA对各种有机溶剂的吸附效率。

（D）Ag NWs @ GA在10个循环内对轻油的分离效率。

（E）Ag NWs @ GA对氯仿和己烷的吸收的循环稳定性测试。

【奇材馆点评】

近年来，石油和有机溶剂在开采、运输和储存过程中泄漏，对海洋和其他生态系统造成了严重的灾难，为了解决这一问题，研究人员开发了多种吸附材料，虽然这些材料具有较高的吸附容量，但其成本高、循环性能差仍然阻碍了其实际应用。本文研究，将银纳米线联锁石墨烯水凝胶得到的Ag NWs@GA单块复合材料体可直接作为吸收体，自动浮在水中，清除水中的油污染物。此外，该复合材料中Ag纳米线的存在也有助于抵御GA表面生物的腐蚀，确保其长期稳定的回收使用。

【论文信息】

转载本文请联系奇材馆获取授权，同时请注明本文来自奇材馆奇材进展。

链接：www.wowmaterials.com/article.php