氮/硼掺杂碳@黏土气凝胶在染料吸附中的应用

碳气凝胶具有丰富的孔结构,被广泛用于环境治理领域。为了克服碳气凝胶制备过程中收缩率大、产率低及其自身力学性能差的问题,在利用无机蒙脱土和成碳前驱体纳米纤维素共混的基础上,加入三聚氰胺甲醛树脂和硼酸交联骨架,碳化后得到氮硼掺杂碳@黏土气凝胶。采用SEM、XPS等对复合碳@黏土气凝胶的结构与性能进行表征。结果表明:氮硼掺杂能够调控碳表面电荷分布,所制备的碳@黏土气凝胶在液相介质中具有优异的机械稳定性,且吸附性能优异,对孔雀石绿染料的最大吸附量可达1021.4 mg/g。其吸附过程符合准二级动力学方程、Langmuir等温方程,并以单分子层吸附为主。实验中所制备的改性碳气凝胶材料在染料废水脱色处理等应用具有巨大潜力。