具有定向有序孔结构的石墨烯气凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于多孔材料制备技术领域，具体涉及一种具有定向有序孔结构的石墨烯气凝胶及其制备方法和应用。本发明专利技术采用了聚乙烯亚胺和壳聚糖对氧化石墨烯进行改性，由于本发明专利技术控制了这两种溶剂的添加量，使之仅有较弱的交联作用，水热反应后不能生成水凝胶，依然是悬浮液产品。然后选择特定的模具进行冷冻、真空干燥处理，由于模具底部的导热系数大于侧壁的导热系数，模具底部与冷源接触，浆料底部过冷，顶部暴露于空气中，形成了温度梯度，在冷冻过程中，冰晶首先在浆料底部形成冰核，然后沿着温度梯度的方向(垂直方向)向上生长，升华后最终获得高度有序的直孔，所得产品比表面积高、孔隙率高，可以提供丰富的CO2吸附位点，更有利于吸附CO2。。。

【技术实现步骤摘要】
具有定向有序孔结构的石墨烯气凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于多孔材料制备
，具体涉及一种具有定向有序孔结构的石墨烯气凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着经济社会的快速发展，由化石能源燃烧和人类活动造成的CO2排放量逐年攀升，由CO2等温室气体引起的气候变化，已经成为21世纪人类面临的最为严峻的挑战之一，积极应对气候变化已成为全球普遍共识和大势所趋。
[0003]二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)技术已经成为各个国家首要关注的科研领域。CCUS是指将CO2从排放源分离，或直接加以利用或封存，以实现CO2减排的技术过程，是实现化石能源低碳化利用的唯一技术选择。考虑到CO2自身作为一种廉价易得的碳源，将温室气体中的CO2变废为宝，对缓解温室效应、减轻对化石能源依赖都具有重要的战略意义。
[0004]目前，CO2的捕集方法主要有溶剂吸收法、深冷分离法和吸附分离法等。其中，溶剂吸收法和深冷分离法具有能耗大、分离成本高等问题，吸附分离法以设备简单灵活、成本低廉、适用温度范围广的优点引起了广泛关注，已本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有定向有序孔结构的石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将氧化石墨烯分散到水中，得到GO溶液；将聚乙烯酰亚胺溶于磷酸盐缓冲溶液或乙醇溶液中，得到PEI溶液；将壳聚糖溶于醋酸中，得到CS溶液；将所述PEI溶液、CS溶液加入到GO溶液中，混合均匀，进行水热还原反应，得到Gr
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PEI
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CS复合浆料；将所述Gr
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PEI
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CS复合浆料加入到模具中进行冷冻，真空干燥，得到具有定向有序孔结构的石墨烯气凝胶；其中，所述模具底部的导热系数大于侧壁的导热系数。2.根据权利要求1所述的具有定向有序孔结构的石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于，所述模具侧壁的导热系数为0.2～10W/(m
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K)；所述模具底部的导热系数为200～600W/(m
·
K)。3.根据权利要求1或2所述的具有定向有序孔结构的石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于，所述水热还原反应的温度为100～250℃，反应时间为10～20h。4.根据权利要求1或2所述的具有定向有序孔结构的石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于，所述冷冻温度为
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10～
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90℃，时间为0.5～2h；所述真空干燥的时间为12～24h，压...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴桐，王琪，李旭，刘练波，郜时旺，何忠，程阿超，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：