四川农业大学研究生(四川农业大学研究生院)



四川农业大学研究生,四川农业大学研究生院

1成果简介

珊瑚是一种古老的海洋生物,嘴边长着许多小触手,“肚”(内腔)被分成几个小房间(消化腔),海水流过这些小房间,将食物带入消化腔吸收. 珊瑚对水中食物的吸收和消化启发了我们的材料设计方法。本文,四川农业大学Yanzong Zhang《Chemical Engineering Science》期刊发表名为“Synthesis of a superhydrophilic coral-like reduced graphene oxide aerogel and its application to pollutant capture in wastewater treatment”的论文,研究设计了一种 3D 仿生 [email protected]气凝胶,在重复循环中具有高吸附性和稳定性。

ZIF-8 纳米颗粒具有孔结构和较大的比表面积,可作为许多触手并在 rGO 气凝胶上生长。在这里,rGO 气凝胶不仅可以作为基质,还可以作为可以容纳大量污染物的珊瑚状腹部。将 [email protected]气凝胶浸入被 TC 污染的水中后,锚定的 ZIF-8 纳米颗粒会迅速寻找 TC 分子。此外,这种锚定结构延长了TC分子在“珊瑚腹”内的停留时间,同时增加了TC分子扩散的表面积。更令人印象深刻的是,我们的方法可以广泛用于过滤和保留染料,这对于其他潜在应用很有前景。

2图文导读

方案 1。[email protected]复合气凝胶的制备工艺。

图1。(a, e) 3D rGO气凝胶、(b, f) 样品前气凝胶和 (c, g) 3D [email protected] 气凝胶的 SEM 图像。(d) 3D rGO 气凝胶和 (h) 3D [email protected] 气凝胶的 TEM 图像。(im) 分别显示了 3D [email protected] 气凝胶的 C、N、O 和 Zn 的 EDS 元素图像。

图2。(a) rGO、ZIF-8 和 [email protected] 气凝胶的 XPS 光谱。(b) rGO、ZIF-8 和 [email protected] 气凝胶的 C 1 s 光谱。(c) rGO 和 [email protected] 气凝胶的 N 1 s 光谱和 (d) O 1 s 光谱。(e) ZIF-8 和 [email protected] 气凝胶的 Zn 2p 光谱。

图3。3D rGO 和 [email protected] 气凝胶样品的润湿性测试。

图4。(a) [email protected] 气凝胶吸附 TC 前后的 FTIR 光谱比较。(b) [email protected] 气凝胶和 [email protected] 的 O1s XPS 光谱。

方案2。TC的吸附机理。

3小结

综上所述,所制备的 [email protected] 气凝胶可用作染料吸附的过滤材料,具有快速去污能力,去除效率高达 96% 或更高。该技术具有可扩展性和模块化特性,可用于通过调整 MOF 的功能组及其组成方法来净化不同类型的废水。因此,这种高性价比、高性能的3D气凝胶材料具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。

文献:
https://doi.org/10.1016/j.ces.2022.117860

来源:材料分析与应用

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