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石墨烯基气凝胶的制备及其CO2吸附性能研究
石墨烯基气凝胶的制备及其CO2吸附性能研究
摘要：
随着全球能源需求的不断增长和气候变化的日益严重，CO2的排放问题已成为全球研究的焦点。因此，寻找高效的CO2吸附材料具有重要意义。本文研究了石墨烯基气凝胶的制备工艺和其CO2吸附性能。结果表明，石墨烯基气凝胶具有高比表面积和优良的可调控孔结构，可用于高效吸附CO2。同时，通过改变制备条件和材料配比，可以调控石墨烯基气凝胶的CO2吸附性能，为解决CO2排放问题提供了一种新思路。
关键词：石墨烯基气凝胶；制备工艺；CO2吸附性能
1.引言
石墨烯是一种二维结构的碳材料，具有优异的导电性和热传导性能。同时，其高比表面积和可调控孔结构也使其成为理想的气凝胶材料。石墨烯基气凝胶具有许多特殊的理化性质，如高吸附性能和低密度等，因此被广泛应用于催化剂载体、能量存储和环境治理等领域。其中，CO2吸附材料的研究受到了极大的关注，它可以帮助我们降低CO2的排放量，减缓气候变化的速度。本文将研究石墨烯基气凝胶的制备工艺，并探讨其CO2吸附性能。
2.实验部分
2.1石墨烯的制备
石墨烯可以通过多种方法制备，如化学气相沉积法、机械剥离法等。在本研究中，我们采用氧化石墨烯还原法制备石墨烯。首先，将石墨粉末加入浓硫酸中，并加热至50℃，然后缓慢添加硝酸。随后，将混合物在反应室中加热至95℃，反应2小时。最后，将混合物过滤并洗涤，得到氧化石墨烯。
2.2石墨烯基气凝胶的制备
将得到的氧化石墨烯加入水中，并加入表面活性剂进行均匀分散。将这个溶液冷冻并冻干，然后在真空中热解，得到石墨烯基气凝胶。
3.结果与讨论
通过扫描电子显微镜和氮气吸附–脱附实验，我们确定石墨烯基气凝胶具有高比表面积和可调控孔结构。这使得它具有很大的CO2吸附潜力。通过调控制备条件和材料配比，我们还对石墨烯基气凝胶的CO2吸附性能进行了调控。实验结果表明，石墨烯基气凝胶在适当的制备条件下具有较高的CO2吸附容量和吸附速度。
4.结论
本文研究了石墨烯基气凝胶的制备工艺和其CO2吸附性能。结果表明，石墨烯基气凝胶具有高比表面积和可调控孔结构，可用于高效吸附CO2。通过改变制备条件和材料配比，可以调控石墨烯基气凝胶的CO2吸附性能。这为解决CO2排放问题提供了一种新思路。然而，仍需进一步研究石墨烯基气凝胶的稳定性和循环利用性，以实现其在实际应用中的潜力。
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