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四川大学《Small》:自组装且超弹性的石墨烯气凝胶,用于高效除甲醛和多功能应用

carbon_art 材料分析与应用 2023-03-28

1成果简介 


同时实现石墨烯气凝胶(GA)优异的机械强度和弹性仍然是一个挑战,而GA是去除甲醛的理想候选者。本文,四川大学Lin Ye等研究人员在《Small》期刊发表名为“Self-Assembled Construction of Robust and Super Elastic Graphene Aerogel for High-Efficient Formaldehyde Removal and Multifunctional Application”的论文,研究将柔性聚乙烯亚胺(PEI)化学接枝到碳纳米管(CNT)表面,并通过水热自组装、预冷冻和肼还原工艺制备了CNT-PEI@reduced GA(rGA)。

引入CNT-PEI有助于通过增强交联连接还原氧化石墨烯(rGO)纳米片,同时将缠绕的CNT-PEI嵌入rGO层以避免片材严重重新堆叠,产生更大的表面积和更多的甲醛吸附位点。超轻碳纳米PEI@rGA表现出极高的强度(3.276 kPa)、37%应变下的可逆压缩性和结构稳定性,而FA吸附量达到90.568 mg g-1,约rGA的3.28倍,可由协同化学物理吸附效应推导。此外,在69/63 °C下,碳纳米管-PEI@rGA研磨成粉末,制备聚甲醛(POM)/CNT-PEI@rGA复合材料,甲醛释放量比POM低73.96%/60.230%。此外,CNT-PEI@rGA具有出色的压阻传感和隔热性能,具有高应变灵敏度、宽应变检测范围和长期耐久性。


2图文导读 


图1、碳纳米管PEI@rGA的制造程序方案


图2、CNT-PEI@rGA的表征


图3、CNT-PEI@rGA的良好互联三维网络结构


图4、CNT-PEI@rGA的力学性能


图5、CNT-PEI@rGA的除甲醛性能


图6.CNT-PEI@rGA的电导率和压阻传感性能


图6.CNT-PEI@rGA的隔热性能


3小结 


本工作首先将PEI化学接枝到CNT表面,接枝率为29.34%,然后通过简单的水热组装、预冷冻和肼气还原工艺成功制备了CNT-PEI@rGA。CNT-PEI@rGA表现出弹性响应导电性和显著的压阻传感性能,具有快速响应、宽应变检测范围和长期耐久性。此外,它还表现出优异的热稳定性和隔热性能。本工作为环境修复、智能电子器件、隔热材料等领域的多功能GA建设提供了新的策略。


文献:

https://doi.org/10.1002/smll.202300234

▼往期精彩回顾▼四川大学《AS》:单分散超长单壁碳纳米管制备韧性无粘结剂自支撑LiFePO4电极
山东大学《Nano Res》:碳纳米纤维和石墨烯组成的超轻气凝胶球,具有出色的电磁波吸收能力
苏州大学《J Mater Sci》:琼脂/石墨烯导电有机凝胶,具有自修复、粘合和可穿戴特性

来源:文章来自 Small网站,由材料分析与应用整理编辑。


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