1.一种具有非对称润湿性的石墨烯基气凝胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)在氧化石墨烯水分散液中加入聚乙烯醇水溶液,并搅拌、超声得到均匀的混合分散液;
2)将一定体积混合分散液移入相应尺寸模具后冷冻一段时间,然后进行冷冻‑干燥得到氧化石墨烯/聚乙烯醇气凝胶;
3)将氧化石墨烯/聚乙烯醇气凝胶进行高温碳化处理;
4)对碳化后气凝胶一侧进行亲水改性得到具有非对称润湿性的石墨烯基气凝胶;
所述的步骤4)中一侧进行亲水改性方法具体为,采用石蜡涂覆碳化后的气凝胶一侧形成屏蔽涂层,然后采用亲水改性组分浸涂未屏蔽的一侧,最后将屏蔽涂层清洗去除;亲水改性组分选用原硅酸四乙酯、壳聚糖、多巴胺、单宁酸、聚酰亚胺中的一种或多种的混合溶液,浓度为0.2 40 mg/mL,体积为0.1‑50 mL;石蜡涂层采用二甲苯、三氯甲烷、乙醇、柴油中的~
一种或多种混合物清洗去除,亲水改性比例为气凝胶材料高度的1/10 9/10;
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具有非对称润湿性的石墨烯基气凝胶用于水包油和油包水型乳液的高效集成分离。
2.如权利要求1所述的具有非对称润湿性的石墨烯基气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中的氧化石墨烯采用Hummers法制备,其氧化石墨烯水分散液的浓度为1 15 ~
mg/mL;聚乙烯醇与氧化石墨烯的质量比为1/15 5;氧化石墨烯与聚乙烯醇混合分散液的总~
体积为1 100 mL;对混合分散液进行磁力搅拌条件为150 1500 rpm/30 180 min;超声处~ ~ ~
理条件为200 750 W/25 500 kHz/5 120 min。
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3.如权利要求1所述的具有非对称润湿性的石墨烯基气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中模具用材料为聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚四氟乙烯和玻璃中的一种;模具形状为方形、圆柱形、锥形和球形中的一种,分散液冷冻有两种方式:‑196℃,液氮快速冷冻5~
60 min;‑25 ‑15℃冰箱冷冻层冷冻2 36 h,真空冷冻干燥条件为:温度‑30 ‑55 ℃,真空度~ ~ ~
为5.0 55 Pa,时间为6 72 h。
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4.如权利要求1所述的具有非对称润湿性的石墨烯基气凝胶的制备方法,其特征在于,所述步骤3)进行高温碳化条件为:温度为400 1000℃,升温速率为5 20℃/min,恒温时间~ ~
为30 180 min,所需气氛为氮气、氩气、氦气、氖气中的一种。
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5.一种权利要求1 4任一项所述的制备方法制备的具有非对称润湿性的石墨烯基气凝~
胶,其特征在于,一侧具有超亲水/水下超疏油性,另一侧为超疏水/超亲油性,孔径范围为
5‑20 μm的三维连通多孔结构。