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我校教师关于碳复合纳米纤维吸附VOCs研究论文
在线发表于国际知名材料化学杂志《化学工程期刊》


添加时间:2016-09-20 09:50:55 来源:材艺院 通讯员:白玉 浏览次数:

  近日,我校作为唯一研究单位独立完成的《具有优异中孔结构的电纺氧化石墨烯/碳复合纳米纤维及对于苯和丁酮的吸附性能》(Electrospun graphene oxide/carbon composite nanofibers with well-developed mesoporous structure and their adsorption performance for benzene and butanone)研究论文,在Elsevier出版集团旗下国际知名材料化学杂志《Chemical Engineering Journal》(《化学工程期刊》,最新影响因子IF为5.31)在线发表。材料科学与艺术设计学院青年教师郭泽宇博士为该论文第一作者。  

  资料显示,挥发性有机物(VOCs)的排放能够导致严重的环境污染,对人体健康和生存环境具有显著危害。采取合适的方法去除VOCs污染引起了人们越来越多的关注。吸附技术被认为是一种去除有机气体简便有效的方法。近几年,通过静电纺丝和后续热处理制备的多孔碳纳米纤维,由于自支撑的宏观特点和多孔结构在VOCs吸附领域显示了很好的应用前景。然而,由于常规微孔结构的限制,目前文献中多孔碳纳米纤维实现的VOCs吸附量不能满足实际环境的需要。
  研究表示,构建性能优越的层次纳米复合物是新材料领域的热点方向。(氧化)石墨烯是目前非常火热的二维纳米材料,其丰富的含氧官能团能够显著增强碳纳米结构与静电纺丝高分子前驱体之间的相互作用,有助于均匀稳定复合纳米纤维的形成。该研究向聚丙烯腈前驱体中添加不同含量的氧化石墨烯,通过静电纺丝和后续的水活化制备得到系列氧化石墨烯/碳复合纳米纤维。这是首次研究该材料对于VOCs气体的吸附性能。氧化石墨烯的掺入提高了纳米纤维的中孔结构和表面氧含量,中孔容最高为0.119 cm3 g-1,表面氧含量最高为17.5 at.%。增强的中孔结构促进了VOCs气体分子的传输扩散,实现了发达的多层吸附,制得的复合纳米纤维对于苯和丁酮气体的最高吸附量分别为83.2和130.5 cm3 g-1(温度为20°C,相对压力为0.98)。同时,提高的表面氧含量使复合纳米纤维对于极性VOCs气体呈现更高的吸附选择性。  

  郭泽宇于2016年6月获得清华大学博士学位,师从我国著名炭材料学家康飞宇教授,主要研究方向为新型碳材料、活性碳纤维、碳纳米纤维、石墨烯等材料在吸附和环境催化领域的应用。此次论文发表,是继郭泽宇上一篇发表在一区SCI期刊《Carbon》IF=6.2(Preparation of graphene/carbon hybrid nanofibers and their performance for NO oxidation
原文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622315001256 ),研究无机酸性气态污染物吸附和催化后,又在挥发性有机物吸附方面的拓展性研究。    

论文原文链接:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894716309949 。    

[责任编辑:彭静]


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