陈群玉,章结兵.纤维素/氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其吸附性能研究[J].中国造纸,2025,44(12):105-111 本文二维码信息
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纤维素/氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其吸附性能研究
Preparation of Cellulose/Graphene Oxide Composite Aerogels and Their Adsorption Performance
收稿日期：2025-09-20  修订日期：2025-10-29
DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2025.12.011
关键词:  办公废纸  气凝胶  氧化石墨烯  吸附性能
Key Words:office waste paper  aerogels  graphene oxide  adsorption performance
基金项目:
作者单位邮编
陈群玉* 徐州工业职业技术学院化学工程学院,江苏徐州,221140 221140
章结兵* 西安科技大学化学与化工学院,陕西西安,710054 710054
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摘要:本研究以办公废纸和氧化石墨烯为原料，制备了纤维素基氧化石墨烯多孔气凝胶复合材料，并采用（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷对其进行胺基官能化改性，以增强其对CO2的捕获能力。此外，全面评估了该复合材料的吸附动力学、等温吸附热、循环稳定性、CO2/N2选择性以及吸水性能。结果表明，改性纤维素/氧化石墨烯复合气凝胶在25 ℃，0.001、0.01和0.1 MPa压力下对CO2吸附量分别达1.2、1.5和2.5 mmol/g，在0.01 MPa条件下CO2/氮气选择性为87。该复合材料展现出良好的循环性能：在变压吸附过程中仅出现轻微容量衰减，而在变温/变压吸附后能够实现完全再生。
Abstract:Cellulose-based porous aerogel composites were prepared from office waste paper and graphene oxide (GO)， followed by amine functionalization of the surface with (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES) to enhance CO2 capture.In addition， adsorption kinetics， isosteric heat of adsorption， cycling stability， CO2/N2 selectivity， and water uptake were evaluated. The APTES-functionalized cellulose/GO composite aerogel exhibited CO2 uptaked of 1.2， 1.5， and 2.5 mmol/g at 25 ℃ under 0.001， 0.01， and 0.1 MPa， respectively， with a CO2/N2 selectivity of 87 at 0.01 MPa. The material showed robust cycling performance： only slight capacity fade under pressure-swing adsorption， while complete regeneration was achieved after temperature- and/or pressure-swing desorption.
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