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

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。

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

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