甲醛是一种主要的室内空气污染物，通常来源于建筑材料、家具产品、涂料及其他有机物品的释放。即使是低浓度的甲醛也会对人体健康产生严重的危害。因此，开发高效、稳定的甲醛吸附材料，对于改善室内空气质量具有重要意义。相比于传统吸附材料，石墨烯气凝胶材料凭借其三维多孔结构和良好的结构可调控性，在气体吸附领域展现出良好的应用潜力。然而，纯石墨烯的表面活性位点有限，对甲醛分子的吸附作用较差。针对该问题，本研究以尿素作为氮源、氧化石墨烯作为原料，在水热过程中通过NiO和H₂O₂协同调控，制备富氮石墨烯气凝胶，该方法有效缓解了尿素分解产生氨与氧化石墨烯还原之间存在时间不匹配的问题，大幅度提升氮源的利用效率。
本研究所获得的高氮掺杂的石墨烯气凝胶具有较大的比表面积（495.9m2·g-1）和高氮含量（9.20at%）。得益于这些特性，这种气凝胶能够迅速吸附甲醛，24h的去除效率达到 93.64±1.28%。值得注意的是，在较低初始浓度的甲醛条件下，该材料的去除率可达到100%，表现出优异的低浓度甲醛去除能力。同时，经过十次吸附-解吸循环后，材料仍能保持 80%以上的甲醛去除效率，展现出良好的循环使用性能。 此外，甲醛在室温下不易从样品中挥发出来，从而有效地避免了二次污染。
该研究成果以“Preparation of highly nitrogen-doped graphene aerogel via catalytically accelerated ammonia generation for efficient and stable formaldehyde removal”为题近日发表于国际知名期刊Journal of Environmental Chemical Engineering上 （IF=7.5）。
第一作者为华侨大学材料科学与工程学院2023级博士研究生许景威，通讯作者为华侨大学材料科学与工程学院陈国华教授。
本项研究工作得到了福建省石墨烯粉体及复合材料工程技术研究中心（2017H2001），厦门市高分子与电子功能材料重点实验室的资助和支持。
论文信息
Jingwei Xu, Jinyun Li, Shuo Sun, Yingyi Zhang, Chen Ma, Guohua Chen*. Preparation of highly nitrogen-doped graphene aerogel via catalytically accelerated ammonia generation for efficient and stable formaldehyde removal. Journal of Environmental Chemical Engineering. （2026）125057.
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https://doi.org/10.1016/j.jece.2026.125057
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