层次孔炭气凝胶的表面改性及吸附特性

蔡力锋^1,2，傅明连¹，陈鹭义²，符若文²，吴丁财²

1. 莆田学院环境与生物工程学院福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室2. 中山大学化学与化学工程学院材料科学研究所聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室

摘 要：采用浓硝酸对层次孔炭气凝胶（HPCA-1）进行表面改性,制备了新型表面改性层次孔炭气凝胶（mHPCA-1）,并进一步研究了mHPCA-1对酸性品红（AF）的吸附行为。结果表明,浓硝酸表面改性对炭气凝胶的纳米形貌和孔结构影响不大,但可以明显提高炭气凝胶的表面含氧官能团数量,从而优化层次孔表面化学性质,使得mHPCA-1对AF表现出更高的吸附量。m HPCA-1对AF的等温吸附过程符合Langmuir方程,其对AF的吸附属于单分子层吸附,最大吸附量可达191.57 mg·g^-1,明显高于HPCA-1(120.92 mg·g^-1)。吸附动力学结果证实了浓硝酸表面改性可以显著提升层次孔炭气凝胶对AF的吸附量和吸附速率,且吸附动力学符合Langmuir速率方程。

关键词：炭气凝胶;层次孔结构;表面改性;酸性品红;吸附;